JP2010006982A - Photosensitive polyorganosiloxane composition, polyorganosiloxane-cured relief pattern and method for forming the same, and semiconductor device and method for producing the same - Google Patents

Photosensitive polyorganosiloxane composition, polyorganosiloxane-cured relief pattern and method for forming the same, and semiconductor device and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2010006982A
JP2010006982A JP2008169038A JP2008169038A JP2010006982A JP 2010006982 A JP2010006982 A JP 2010006982A JP 2008169038 A JP2008169038 A JP 2008169038A JP 2008169038 A JP2008169038 A JP 2008169038A JP 2010006982 A JP2010006982 A JP 2010006982A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
polyorganosiloxane
photosensitive
coating film
semiconductor device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008169038A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5179972B2 (en
Inventor
Masashi Kimura
正志 木村
Tatsuya Hirata
竜也 平田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei E Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei E Materials Corp filed Critical Asahi Kasei E Materials Corp
Priority to JP2008169038A priority Critical patent/JP5179972B2/en
Publication of JP2010006982A publication Critical patent/JP2010006982A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5179972B2 publication Critical patent/JP5179972B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photosensitive polyorganosiloxane composition which has excellent wettability when applied onto an organic thin film, excellent photosensitive properties when received UV-i light and excellent adhesiveness to the organic thin film and which is curable at low temperature, and to provide a polyorganosiloxane-cured relief pattern formed by using the photosensitive polyorganosiloxane composition, a method for forming the polyorganosiloxane-cured relief pattern, a semiconductor device and a method for producing the semiconductor device. <P>SOLUTION: The photosensitive polyorganosiloxane composition includes (a) 100 parts mass polysiloxane obtained by polymerizing a silanol compound having a specific structure and an alkoxysilane compound having another specific structure in the presence of a catalyst without adding water, (b) 0.2-20 parts mass photopolymerization initiator, (c) 0.01-10 parts mass nonionic surfactant and (d) 10-150 parts mass at least one organic solvent selected from compounds each having an alcoholic hydroxy group and ketone compounds. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子部品の絶縁材料や半導体装置における表面保護膜、層間絶縁膜、α線遮蔽膜等の形成、及びイメージセンサーやマイクロマシン、あるいはマイクロアクチュエーターを搭載した半導体装置等に使用される感光性樹脂組成物、及びそれを用いて製造される半導体装置等に関する。   The present invention relates to the formation of surface protection films, interlayer insulation films, α-ray shielding films, etc. in insulating materials for electronic components and semiconductor devices, and photosensitivity used in semiconductor devices equipped with image sensors, micromachines, or microactuators. The present invention relates to a resin composition and a semiconductor device manufactured using the resin composition.

特許文献1には、コーティング材料として、貯蔵安定性が良く、紫外線でキュアでき、透過性が高く、1〜150μmの膜厚を有することができる感光性ポリオルガノシロキサン組成物についての開示がある。具体的には、Ba(OH)2(水酸化バリウム)を触媒として重合可能基を有する有機シラン及び加水分解反応点を有する有機シランからなる、ドイツ国 Fraunhofer ISC製のコーティング材料、ORMOCER ONEの開示がある。ORMOCER ONEは、150℃という低温でのキュアが可能であり、その硬化物は、300℃以上の耐熱性、10MPa以下の残留低応力、平坦性3%以内等の優れた特性を有する。 Patent Document 1 discloses a photosensitive polyorganosiloxane composition as a coating material that has good storage stability, can be cured with ultraviolet rays, has high permeability, and can have a thickness of 1 to 150 μm. Specifically, ORMOCER ONE, a coating material made by Fraunhofer ISC, Germany, which consists of an organosilane having a polymerizable group and an organosilane having a hydrolysis reaction point using Ba (OH) 2 (barium hydroxide) as a catalyst. There is. ORMOCER ONE can be cured at a low temperature of 150 ° C., and its cured product has excellent properties such as heat resistance of 300 ° C. or higher, residual low stress of 10 MPa or lower, flatness within 3%, and the like.

しかしながら、特許文献1に開示されている技術だけでは、感光性ポリオルガノシロキサン組成物を電子部品や半導体装置の表面保護膜、層間絶縁膜、α線遮蔽膜、隔壁、平坦化膜等の永久材料とするだけの物理的性能、例えば下地基材との密着性や実用レベルの力学特性を実現することは難しい。   However, only the technique disclosed in Patent Document 1 uses a photosensitive polyorganosiloxane composition as a permanent material such as a surface protective film, an interlayer insulating film, an α-ray shielding film, a partition, or a planarization film of an electronic component or a semiconductor device. It is difficult to achieve physical performances such as, for example, adhesion to a base material and mechanical properties at a practical level.

一方、集積回路内に、あるいはそれとは別に、光学的機能や機械的機能を持った素子を搭載した半導体装置が実用化されている。これらの多くは、シリコン等の結晶基板に従来から知られた半導体プロセスを用いてトランジスタ等の素子を形成した後、半導体装置の目的に応じた機能を持つ素子を形成し、これらを一体としてパッケージすることにより製造される。   On the other hand, a semiconductor device in which an element having an optical function or a mechanical function is mounted in an integrated circuit or separately from it is put into practical use. In many of these, after forming an element such as a transistor on a crystal substrate such as silicon using a conventionally known semiconductor process, an element having a function corresponding to the purpose of the semiconductor device is formed, and these are integrated into a package. It is manufactured by doing.

このようなパッケージ技術の例として、例えば特許文献2には集積回路が形成された結晶基板上に形成されたミクロ構造体と、前記ミクロ構造体を被覆するためのパッケージ材と、前記パッケージ材を前記ミクロ構造体上に支持するためのスペーサーとを有する半導体装置およびその例が詳細に開示されている。特許文献2に開示された技術は、マイクロレンズアレイ、ケミカルセンサー等の各種センサー、あるいは表面弾性波装置等の広範囲の半導体装置に好適に用いることができるが、特許文献2に記載された発明を実施するには、パッケージ材をミクロ構造体上に支持するためのスペーサーが重要な役割を果たす。スペーサーに求められる特性としては、下記の4点が考えられる。   As an example of such a packaging technique, for example, Patent Document 2 discloses a microstructure formed on a crystal substrate on which an integrated circuit is formed, a package material for covering the microstructure, and the package material. A semiconductor device having a spacer for supporting the microstructure and an example thereof are disclosed in detail. The technology disclosed in Patent Document 2 can be suitably used for various sensors such as microlens arrays and chemical sensors, or a wide range of semiconductor devices such as surface acoustic wave devices, but the invention described in Patent Document 2 is used. For implementation, a spacer for supporting the packaging material on the microstructure plays an important role. The following four points can be considered as characteristics required for the spacer.

第一に、このスペーサーは、支持体として必要な部分にのみ形成されるべきであるため、それ自身が感光性を有する部材で形成されていると有利である。なぜならば、スペーサー自身が感光性を有しておれば、必要な部分にのみスペーサーを残すために通常用いられるリソグラフィー工程とエッチング工程のうち、後者を省略することができるからである。   First, since this spacer should be formed only in a portion necessary as a support, it is advantageous that the spacer itself is formed of a photosensitive member. This is because, if the spacer itself has photosensitivity, the latter can be omitted from the lithography process and the etching process that are usually used to leave the spacer only in a necessary portion.

第二に、このスペーサーが形成される面はシリコン等の無機物で構成されているとは限らず、カラーフィルター層、その保護膜及びその他有機薄膜が形成されている場合も有る。したがって、これら有機薄膜上でのリソグラフィー性も優れていなければならない。
リソグラフィー性の要求される項目の1つとして、塗布する際のシリコンウエハー等の基材の外縁部分(エッジ)の組成物の除去性がある。スペーサー製造工程において、シリコンウエハーは専用のアームで搬送されるが、この時シリコンウエハー外縁に組成物が残っていると、スペーサーを製造する装置を汚染するという問題がある。そのため、この工程においては、シリコンウエハー外縁部の組成物を取り除くという工程(エッジカット)が行われる。
Secondly, the surface on which the spacer is formed is not necessarily composed of an inorganic material such as silicon, and a color filter layer, a protective film thereof, and other organic thin films may be formed. Therefore, the lithographic properties on these organic thin films must also be excellent.
One of the items that require lithographic properties is removability of the composition of the outer edge portion (edge) of a substrate such as a silicon wafer during coating. In the spacer manufacturing process, the silicon wafer is transported by a dedicated arm. At this time, if the composition remains on the outer edge of the silicon wafer, there is a problem that the device for manufacturing the spacer is contaminated. Therefore, in this step, a step (edge cut) of removing the composition on the outer edge of the silicon wafer is performed.

代表的なエッジカットの方法は、スピンコート段階において外縁部のエッジリンスを行った後、ホットプレートで乾燥するという方法である。しかしこの方法では、特に基材が有機薄膜等の場合にはしばしば、ホットプレートでの乾燥中に、組成物が基材の外縁部から中心方向に向かって後退する現象が起こるため、スペーサー製造過程において支障をきたすことになる。これを防ぐため、有機薄膜上での濡れ性がよいことが求められる。   A typical edge cutting method is a method of performing edge rinsing of the outer edge portion in the spin coating step and then drying with a hot plate. However, in this method, especially when the substrate is an organic thin film or the like, the phenomenon of the composition retreating from the outer edge of the substrate toward the center often occurs during the drying on the hot plate. Will cause trouble. In order to prevent this, good wettability on the organic thin film is required.

第三に、このスペーサーの周辺には耐熱性の低い部材、例えばエポキシ樹脂等の接着剤が使用されている他、その下部に位置するミクロ構造体等も必ずしも耐熱性が高いとは限らない。それゆえ、このスペーサーを形成するプロセスは低温であるほど好ましいといえる。   Third, a member having low heat resistance, such as an adhesive such as an epoxy resin, is used around the spacer, and a microstructure located below the spacer does not necessarily have high heat resistance. Therefore, it can be said that the process for forming the spacer is more preferable as the temperature is lower.

スペーサーには以上のような特性が要求されると考えられるが、特許文献2には、スペーサーに好適に用いられる具体的な部材の開示はなされていない。   Although it is considered that the above-described characteristics are required for the spacer, Patent Document 2 does not disclose a specific member suitably used for the spacer.

欧州特許第1196478号明細書EP 1196478 特表2003−516634号公報Special table 2003-516634 gazette

本発明の課題は、近年の電子部品の絶縁材料や半導体装置における表面保護膜、層間絶縁膜、α線遮蔽膜等の形成、及びイメージセンサーやマイクロマシン、あるいはマイクロアクチュエーターを搭載した半導体装置等に使用される感光性樹脂組成物への要求、すなわち有機薄膜上での塗布時の濡れ性、UV−i線での感光特性、すなわちパターンの膨潤性や基材との接着性に優れ、例えば250℃以下での低温硬化が可能である感光性ポリオルガノシロキサン組成物を提供することにある。   The object of the present invention is to form a surface protection film, an interlayer insulation film, an α-ray shielding film, etc. in an insulating material of an electronic component or a semiconductor device in recent years, and a semiconductor device mounted with an image sensor, micromachine, or microactuator. Excellent photosensitive resin composition, that is, wettability at the time of coating on an organic thin film, photosensitive property in UV-i rays, that is, excellent pattern swelling and adhesion to a substrate, for example, 250 ° C. An object of the present invention is to provide a photosensitive polyorganosiloxane composition which can be cured at a low temperature as follows.

本発明は以下の通りである。   The present invention is as follows.

[1] 下記(a)〜(d)成分、
(a)下記一般式(1)で示される少なくとも1種のシラノール化合物と、下記一般式(2)で示される化合物及び下記一般式(3)で示される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種のアルコキシシラン化合物とを、触媒の存在下で水添加を行うことなく重合させて得られるポリオルガノシロキサン100質量部
[1] The following components (a) to (d),
(A) At least one selected from the group consisting of at least one silanol compound represented by the following general formula (1), a compound represented by the following general formula (2), and a compound represented by the following general formula (3) 100 parts by mass of a polyorganosiloxane obtained by polymerizing the alkoxysilane compound in the presence of a catalyst without adding water

Figure 2010006982
Figure 2010006982

(複数のR1は、それぞれ独立に、芳香族基を少なくとも1つ含む炭素数6〜20の基である。) (The plurality of R 1 are each independently a group having 6 to 20 carbon atoms and containing at least one aromatic group.)

Figure 2010006982
Figure 2010006982

(R2は、ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を有する基を含む炭素数2〜17の有機基であり、複数のR3は、それぞれ独立にメチル基又はエチル基である。) (R 2 is an organic group having 2 to 17 carbon atoms including a group having a radical polymerizable carbon-carbon double bond, and the plurality of R 3 are each independently a methyl group or an ethyl group.)

Figure 2010006982
Figure 2010006982

(R4は、ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を有する基を含まず、かつ5〜6員の窒素原子含有複素環を有する基を少なくとも1つ含む炭素数2〜17の有機基であり、複数のR5は、それぞれ独立にメチル基又はエチル基である。)、
(b)光重合開始剤0.2〜20質量部、
(c)非イオン性界面活性剤0.01〜10質量部、並びに
(d)アルコール性水酸基を有する化合物及びケトン化合物から選択される少なくとも1種の有機溶媒10〜150質量部
を含む感光性ポリオルガノシロキサン組成物。
(R 4 is an organic group having 2 to 17 carbon atoms which does not include a group having a radically polymerizable carbon-carbon double bond and includes at least one group having a 5- to 6-membered nitrogen atom-containing heterocyclic ring. And a plurality of R 5 are each independently a methyl group or an ethyl group).
(B) 0.2-20 parts by mass of a photopolymerization initiator,
(C) 0.01-10 parts by mass of a nonionic surfactant, and (d) a photosensitive polysiloxane containing 10-150 parts by mass of at least one organic solvent selected from a compound having an alcoholic hydroxyl group and a ketone compound. Organosiloxane composition.

[2] 前記(c)成分が、フッ素原子を少なくとも1つ含有する、上記[1]に記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物。   [2] The photosensitive polyorganosiloxane composition according to [1], wherein the component (c) contains at least one fluorine atom.

[3] 前記(c)成分が、下記一般式(4)   [3] The component (c) is represented by the following general formula (4)

Figure 2010006982
Figure 2010006982

(R6はトリフルオロメチル基又はペンタフルオロエチル基であり、nは1〜25の整数である。)
で示される少なくとも1種の化合物である、上記[1]に記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物。
(R 6 is a trifluoromethyl group or a pentafluoroethyl group, and n is an integer of 1 to 25.)
The photosensitive polyorganosiloxane composition according to the above [1], which is at least one compound represented by the formula:

[4] 上記[1]〜[3]のいずれかに記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物を用いた、ポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターンの形成方法であって、
基材上に前記感光性ポリオルガノシロキサン組成物を塗布して塗布膜を形成する工程、
パターニングマスクを介して前記塗布膜に活性光線を照射し露光部を光硬化させる工程、
現像液を用いて前記塗布膜の前記露光部以外の部分を除去する工程、
少なくとも前記塗布膜を加熱して前記塗布膜を加熱硬化させる工程
を含む、方法。
[4] A method for forming a polyorganosiloxane cured relief pattern using the photosensitive polyorganosiloxane composition according to any one of [1] to [3],
Applying the photosensitive polyorganosiloxane composition on a substrate to form a coating film;
Irradiating the coating film with an actinic ray through a patterning mask and photocuring the exposed portion;
Removing a portion other than the exposed portion of the coating film using a developer;
A method comprising heating at least the coating film and heat-curing the coating film;

[5] 上記[4]に記載の方法によって得られる、ポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターン。   [5] A polyorganosiloxane cured relief pattern obtained by the method according to [4] above.

[6] 上記[5]に記載のポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターンを含む、半導体装置。   [6] A semiconductor device comprising the polyorganosiloxane cured relief pattern according to [5].

[7] 集積回路が形成された結晶基板と、前記結晶基板上に形成されたミクロ構造体と、該ミクロ構造体を被覆するためのパッケージ材と、該パッケージ材を該ミクロ構造体上に支持するためのスペーサー材とを有し、
前記ポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターンが前記スペーサー材として形成されてなる、上記[5]に記載の半導体装置。
[7] Crystal substrate on which an integrated circuit is formed, a microstructure formed on the crystal substrate, a package material for covering the microstructure, and the package material supported on the microstructure And a spacer material for
The semiconductor device according to [5] above, wherein the polyorganosiloxane cured relief pattern is formed as the spacer material.

[8] 前記集積回路がフォトダイオードを含む、上記[7]に記載の半導体装置。   [8] The semiconductor device according to [7], wherein the integrated circuit includes a photodiode.

[9] 前記ミクロ構造体がマイクロレンズである、上記[7]に記載の半導体装置。   [9] The semiconductor device according to [7], wherein the microstructure is a microlens.

[10] 上記[1]〜[3]のいずれかに記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物を用いた、半導体装置の製造方法であって、
集積回路が形成された結晶基板上に形成されたミクロ構造体上に直接又は薄膜層を介して前記感光性ポリオルガノシロキサン組成物を塗布して塗布膜を形成する工程、
パターニングマスクを介して前記塗布膜に活性光線を照射し露光部を光硬化させる工程、
現像液を用いて前記塗布膜の前記露光部以外の部分を除去する工程、
少なくとも前記塗布膜を加熱して前記塗布膜を加熱硬化させる工程
を含む、方法。
[10] A method for producing a semiconductor device using the photosensitive polyorganosiloxane composition according to any one of [1] to [3],
A step of coating the photosensitive polyorganosiloxane composition directly or via a thin film layer on a microstructure formed on a crystal substrate on which an integrated circuit is formed, to form a coating film;
Irradiating the coating film with an actinic ray through a patterning mask and photocuring the exposed portion;
Removing a portion other than the exposed portion of the coating film using a developer;
A method comprising heating at least the coating film and heat-curing the coating film;

本発明によれば、有機薄膜上での塗布時の濡れ性、UV−i線での感光特性及び有機薄膜に対する接着性に優れ、例えば250℃以下での低温硬化が可能である感光性ポリオルガノシロキサン組成物が提供され、更に、ポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターン及びこれを含む半導体装置が提供される。   According to the present invention, a photosensitive polyorgano excellent in wettability at the time of coating on an organic thin film, photosensitive property with UV-i rays and adhesion to an organic thin film, and capable of being cured at a low temperature of, for example, 250 ° C. or lower. A siloxane composition is provided, and a polyorganosiloxane cured relief pattern and a semiconductor device including the same are provided.

本発明の典型的な態様の例について、以下具体的に説明する。   Examples of typical embodiments of the present invention will be specifically described below.

<感光性ポリオルガノシロキサン組成物>
(a)ポリオルガノシロキサン
本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物に用いられるポリオルガノシロキサンは、下記一般式(1)で示される少なくとも1種のシラノール化合物と、下記一般式(2)で示される化合物及び下記一般式(3)で示される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種のアルコキシシラン化合物とを混合し、触媒の存在下で水添加を行うことなく重合させる方法で得られる。
<Photosensitive polyorganosiloxane composition>
(A) Polyorganosiloxane The polyorganosiloxane used in the photosensitive polyorganosiloxane composition of the present invention is represented by at least one silanol compound represented by the following general formula (1) and the following general formula (2). A compound and at least one alkoxysilane compound selected from the group consisting of compounds represented by the following general formula (3) are mixed and polymerized without adding water in the presence of a catalyst.

Figure 2010006982
Figure 2010006982

(複数のR1は、それぞれ独立に、芳香族基を少なくとも1つ含む炭素数6〜20の基である。) (The plurality of R 1 are each independently a group having 6 to 20 carbon atoms and containing at least one aromatic group.)

Figure 2010006982
Figure 2010006982

(R2は、ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を有する基を含む炭素数2〜17の有機基であり、複数のR3は、それぞれ独立にメチル基又はエチル基である。) (R 2 is an organic group having 2 to 17 carbon atoms including a group having a radical polymerizable carbon-carbon double bond, and the plurality of R 3 are each independently a methyl group or an ethyl group.)

Figure 2010006982
Figure 2010006982

(R4は、ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を有する基を含まず、かつ5〜6員の窒素原子含有複素環を有する基を少なくとも1つ含む炭素数2〜17の有機基であり、複数のR5は、それぞれ独立にメチル基又はエチル基である。)
ここで上記窒素原子含有複素環は芳香族性を有しても有さなくてもよい。
(R 4 is an organic group having 2 to 17 carbon atoms which does not include a group having a radically polymerizable carbon-carbon double bond and includes at least one group having a 5- to 6-membered nitrogen atom-containing heterocyclic ring. And a plurality of R 5 are each independently a methyl group or an ethyl group.)
Here, the nitrogen atom-containing heterocycle may or may not have aromaticity.

上記一般式(1)で示される少なくとも1種のシラノール化合物(以下、特記なく単に「シラノール化合物」というときは上記シラノール化合物を意味する)において、R1は芳香族基を少なくとも1つ含む炭素数6〜20の基である。R1は、具体的には、以下の構造で表される基の中から選ばれる少なくとも1つの基であることが好ましい。 In at least one silanol compound represented by the above general formula (1) (hereinafter simply referred to as “silanol compound” unless otherwise specified), R 1 represents the number of carbon atoms containing at least one aromatic group. 6 to 20 groups. Specifically, R 1 is preferably at least one group selected from the groups represented by the following structures.

Figure 2010006982
Figure 2010006982

(Aは炭素数1〜4のアルキル基、−CH=CH2、−CH=CH−CH3及び−CH2−CH=CH2からなる群から選ばれる1種の基であり、yは0、1又は2の整数である。) (A is one kind of group selected alkyl group of 1 to 4 carbon atoms, from the group consisting of -CH = CH 2, -CH = CH -CH 3 and -CH 2 -CH = CH 2, y is 0 1 or an integer of 2)

好適なシラノール化合物としては、例えば、ジフェニルシランジオール、ジ−p−トルイルシランジオール、ジ−p−スチリルシランジオール、ジナフチルシランジオールが挙げられる。価格、入手容易性、性能等を考慮すると、ジフェニルシランジオールが特に好適である。   Examples of suitable silanol compounds include diphenylsilane diol, di-p-toluylsilane diol, di-p-styrylsilane diol, and dinaphthylsilane diol. In view of price, availability, performance and the like, diphenylsilanediol is particularly suitable.

上記一般式(2)で示される化合物において、R2は、ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を有する基を含む炭素数2〜17の有機基である。複数のR3は、それぞれ独立にメチル基又はエチル基である。 In the compound represented by the general formula (2), R 2 is an organic group having 2 to 17 carbon atoms including a group having a radical polymerizable carbon-carbon double bond. Several R < 3 > is a methyl group or an ethyl group each independently.

2で示される、ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を有する基としては、以下の構造で表される基の中から選ばれる少なくとも1つの基が好ましい。 The group having a radical polymerizable carbon-carbon double bond represented by R 2 is preferably at least one group selected from the groups represented by the following structures.

Figure 2010006982
Figure 2010006982

(Dは炭素数1〜4のアルキル基からなる群から選ばれる1種の基であり、zは0、1または2の整数である。) (D is one group selected from the group consisting of alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, and z is an integer of 0, 1 or 2.)

上記一般式(2)で示される化合物の好適な例としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、1−プロペニルトリメトキシシラン、1−プロペニルトリエトキシシラン、2−プロペニルトリメトキシシラン、2−プロペニルトリエトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、p−スチリルトリエトキシシラン、p−(1−プロペニルフェニル)トリメトキシシラン、p−(1−プロペニルフェニル)トリエトキシシラン、p−(2−プロペニルフェニル)トリメトキシシラン、p−(2−プロペニルフェニル)トリエトキシシランが挙げられる。優れた感光特性を得るためには、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシランがより好ましく、価格や有害性、性能等を考慮すると、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランが特に好適である。   Suitable examples of the compound represented by the general formula (2) include, for example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 1-propenyltrimethoxysilane, 1-propenyltriethoxysilane, 2-propenyltrimethoxysilane, 2-propenyltriethoxysilane, 3-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloyloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloyloxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, p-styryltriethoxysilane, p- (1-propenylphenyl) trimethoxysilane, p- (1-propenylphenyl) triethoxysilane, p- (2-propenylphenyl) trimethoxysilane, - (2-propenyl-phenyl) triethoxysilane and the like. In order to obtain excellent photosensitivity, 3-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloyloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloyloxypropyltrimethoxysilane, and 3-acryloyloxypropyltriethoxysilane are more preferable. And 3-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane is particularly preferable in view of toxicity, toxicity and performance.

上記一般式(3)で示される化合物において、R4は、ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を有する基を含まず、かつ5〜6員の窒素原子含有複素環(芳香族性を持たないものも含む。)を有する基を少なくとも1つ含む炭素数2〜17の有機基であり、複数のR5は、それぞれ独立にメチル基又はエチル基である。 In the compound represented by the general formula (3), R 4 does not include a radically polymerizable group having a carbon-carbon double bond, and has a 5- to 6-membered nitrogen atom-containing heterocyclic ring (has aromaticity). A plurality of R 5 s are each independently a methyl group or an ethyl group.

4で示される、ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を有する基を含まず、かつ5〜6員の窒素原子含有複素環(芳香族性を持たないものも含む。)の具体例としては、以下の構造で表される基が好ましい。 Specific examples of the radicals containing a radically polymerizable carbon-carbon double bond represented by R 4 and a 5- to 6-membered nitrogen atom-containing heterocyclic ring (including those having no aromaticity) are also included. Is preferably a group represented by the following structure.

Figure 2010006982
Figure 2010006982

(Bは水素原子、及び炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選ばれる1種の基であり、pは0又は1〜3の整数である。) (B is one group selected from the group consisting of a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and p is 0 or an integer of 1 to 3)

上記一般式(3)で示される化合物(以下、アルコキシの部分はメトキシ基又はエトキシ基を表す。)としては、例えば、N−トリアルコキシシリル−1,2,4−トリアゾール、N−トリアルコキシシリルイミダゾール、N−トリアルコキシシリルピロール、N−トリアルコキシシリルピリジン、N−トリアルコキシシリルピロリジン、ピペリジノメチルトリアルコキシシラン、2−ピペリジノエチルトリアルコキシシラン、3−ピペリジノプロピルトリアルコキシシラン、(4−メチルピペリジノプロピル)トリアルコキシシラン、3−モルホリノプロピルトリアルコキシシラン、3−ピペラジノプロピルトリアルコキシシラン、3−(4−メチルピペラジノプロピル)トリアルコキシシラン、2−(4−ピリジルエチル)トリアルコキシシラン、N−(3−トリアルコキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾール、N−(3−トリアルコキシシリルプロピル)ピロール、等が挙げられる。   Examples of the compound represented by the general formula (3) (hereinafter, the alkoxy moiety represents a methoxy group or an ethoxy group) include N-trialkoxysilyl-1,2,4-triazole, N-trialkoxysilyl. Imidazole, N-trialkoxysilylpyrrole, N-trialkoxysilylpyridine, N-trialkoxysilylpyrrolidine, piperidinomethyltrialkoxysilane, 2-piperidinoethyltrialkoxysilane, 3-piperidinopropyltrialkoxysilane , (4-methylpiperidinopropyl) trialkoxysilane, 3-morpholinopropyltrialkoxysilane, 3-piperazinopropyltrialkoxysilane, 3- (4-methylpiperazinopropyl) trialkoxysilane, 2- ( 4-pyridylethyl) trialkoxy Silane, N-(3- trialkoxysilylpropyl) -4,5-dihydroimidazole, N-(3- trialkoxysilylpropyl) pyrrole, and the like.

上記一般式(3)で示される化合物をポリオルガノシロキサンの原材料の一部として用いると、これを用いた感光性ポリオルガノシロキサン組成物のソフトベーク膜(すなわちプリベーク後の膜)のタック性(べたつき感)が劇的に改善することを見出した。中でも、3−モルホリノプロピルトリアルコキシシラン、3−ピペラジノプロピルトリアルコキシシラン、3−ピペリジノプロピルトリアルコキシシラン、2−(トリアルコキシシリルエチル)ピリジン、2−(4−ピリジルエチル)トリアルコキシシラン(アルコキシの部分はメトキシ基又はエトキシ基を表す。)を用いるのが、特に好適である。   When the compound represented by the general formula (3) is used as a part of the raw material of the polyorganosiloxane, the tackiness (stickiness) of the soft baked film (that is, the film after pre-baking) of the photosensitive polyorganosiloxane composition using the compound is used. Sense) improved dramatically. Among them, 3-morpholinopropyltrialkoxysilane, 3-piperazinopropyltrialkoxysilane, 3-piperidinopropyltrialkoxysilane, 2- (trialkoxysilylethyl) pyridine, 2- (4-pyridylethyl) trialkoxy It is particularly preferable to use silane (the alkoxy moiety represents a methoxy group or an ethoxy group).

(a)ポリオルガノシロキサンを重合するに際しては、上記一般式(1)で示される少なくとも1種のシラノール化合物、と、上記一般式(2)で示される化合物及び上記一般式(3)で示される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種のアルコキシシラン化合物(以下、特記なく単に「アルコキシシラン化合物」というときは上記アルコキシシラン化合物を意味する。)とを、1:1のモル比率で混合するのが基本となる。更に、このアルコキシシラン化合物としては、上記一般式(2)で示される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種のアルコキシシラン化合物を単独で用いたり、所望に応じて上記一般式(3)で示される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種のアルコキシシラン化合物と混合して用いることもできるが、上記一般式(2)で示される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種のアルコキシシラン化合物の使用モル比率は、全アルコキシシラン化合物の30〜100モル%であることが好ましい。上記一般式(2)で示される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種のアルコキシシラン化合物の使用モル比率が全アルコキシシラン化合物の30モル%以上である場合、感光性ポリオルガノシロキサン組成物に特に優れた感光特性を付与することができる。   (A) When polymerizing polyorganosiloxane, at least one silanol compound represented by the above general formula (1), a compound represented by the above general formula (2), and the above general formula (3) are represented. And at least one alkoxysilane compound selected from the group consisting of compounds (hereinafter simply referred to as “alkoxysilane compound” means the above alkoxysilane compound) at a molar ratio of 1: 1. Is the basis. Further, as the alkoxysilane compound, at least one alkoxysilane compound selected from the group consisting of compounds represented by the general formula (2) may be used alone, or may be represented by the general formula (3) as desired. Use of at least one alkoxysilane compound selected from the group consisting of compounds represented by the above general formula (2) is also possible by using a mixture with at least one alkoxysilane compound selected from the group consisting of the above compounds. The molar ratio is preferably 30 to 100 mol% of all alkoxysilane compounds. When the molar ratio of the at least one alkoxysilane compound selected from the group consisting of the compound represented by the general formula (2) is 30 mol% or more of the total alkoxysilane compounds, the photosensitive polyorganosiloxane composition is particularly suitable. Excellent photosensitive properties can be imparted.

本発明において、上記シラノール化合物と上記アルコキシシラン化合物との重合は、触媒の存在下で積極的に水を添加することなく行う。触媒としては、上記一般式(1)で示される少なくとも1種のシラノール化合物のシラノール基と、上記一般式(2)で示される化合物及び上記一般式(3)で示される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種のアルコキシシラン化合物のアルコキシシリル基との脱アルコール縮合反応を促進する化合物を使用できる。好適な触媒としては下記一般式(5)で示される化合物及び下記一般式(6)で示される化合物からなる群より選択される少なくとも1種の金属アルコキシド(以下、単に「金属アルコキシド」、と略称する場合もある)並びにアルカリ金属水酸化物及びアルカリ土類金属水酸化物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物が挙げられる。   In the present invention, the polymerization of the silanol compound and the alkoxysilane compound is carried out in the presence of a catalyst without actively adding water. The catalyst is selected from the group consisting of a silanol group of at least one silanol compound represented by the general formula (1), a compound represented by the general formula (2), and a compound represented by the general formula (3). A compound that promotes the dealcoholization condensation reaction with the alkoxysilyl group of at least one alkoxysilane compound can be used. As a suitable catalyst, at least one metal alkoxide selected from the group consisting of a compound represented by the following general formula (5) and a compound represented by the following general formula (6) (hereinafter simply referred to as “metal alkoxide”) And at least one compound selected from the group consisting of alkali metal hydroxides and alkaline earth metal hydroxides.

Figure 2010006982
Figure 2010006982

(M1はケイ素、ゲルマニウム、チタニウム、ジルコニウムからなる群より選ばれる1種の元素を示し、R7は炭素数1〜4のアルキル基からなる群より選ばれる1種の基である。) (M 1 represents one element selected from the group consisting of silicon, germanium, titanium, and zirconium, and R 7 is one group selected from the group consisting of alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms.)

Figure 2010006982
Figure 2010006982

(M2はホウ素又はアルミニウムを示し、R8は炭素数1〜4のアルキル基からなる群より選ばれる1種の基である。) (M 2 represents boron or aluminum, and R 8 represents one group selected from the group consisting of alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms.)

上記一般式(5)及び上記一般式(6)で示される金属アルコキシドは、上記一般式(1)で示されるシラノール化合物のシラノール基と、上記一般式(2)で示される化合物及び上記一般式(3)で示される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種のアルコキシシラン化合物のアルコキシシリル基の脱アルコール縮合反応を触媒しつつ、自身もアルコキシ基含有化合物として振る舞って脱アルコール縮合反応に関与し、その一部はポリオルガノシロキサン内に取り込まれる。   The metal alkoxide represented by the general formula (5) and the general formula (6) includes the silanol group of the silanol compound represented by the general formula (1), the compound represented by the general formula (2), and the general formula. While catalyzing the dealcoholization condensation reaction of the alkoxysilyl group of at least one alkoxysilane compound selected from the group consisting of the compounds represented by (3), it itself behaves as an alkoxy group-containing compound and participates in the dealcoholization condensation reaction. A part of which is incorporated into the polyorganosiloxane.

上記金属アルコキシドの混合比率は、シラノール化合物とアルコキシシラン化合物を1:1で混合するのを基本とし、ここに金属アルコキシドを混合するに際して、アルコキシシラン化合物の一部を置き換える(アルコキシシラン化合物混合量を一定の比率で減じる)形で全体の混合比を調整するのが好ましい。   The mixing ratio of the metal alkoxide is based on mixing the silanol compound and the alkoxysilane compound 1: 1, and when mixing the metal alkoxide here, a part of the alkoxysilane compound is replaced (the alkoxysilane compound mixing amount is changed). It is preferable to adjust the overall mixing ratio in the form of a constant ratio.

具体的には、金属アルコキシドとして、上記一般式(5)で示される4価の金属アルコキシドを用いる場合には、4価の金属アルコキシドとアルコキシシラン化合物を、それぞれ1:2のモル比で換算し、置き換える(4価の金属アルコキシド混合量を1モル増やす毎に、アルコキシシラン化合物を2モル減じる)のが好ましい。また、上記一般式(6)で示される3価の金属アルコキシドを用いる場合には、3価の金属アルコキシドとアルコキシシラン化合物を、それぞれ2:3のモル比で換算し、置き換えるのが好ましい。   Specifically, when the tetravalent metal alkoxide represented by the above general formula (5) is used as the metal alkoxide, the tetravalent metal alkoxide and the alkoxysilane compound are respectively converted at a molar ratio of 1: 2. It is preferable to replace (the amount of alkoxysilane compound is reduced by 2 mol for every 1 mol of the amount of tetravalent metal alkoxide mixed). When the trivalent metal alkoxide represented by the general formula (6) is used, the trivalent metal alkoxide and the alkoxysilane compound are preferably converted at a molar ratio of 2: 3 and replaced.

また、上記一般式(5)または上記一般式(6)で表される好適な3価又は4価の金属アルコキシドとしては、トリメトキシアルミニウム、トリエトキシアルミニウム、トリ−n−プロポキシアルミニウム、トリ−iso−プロポキシアルミニウム、トリ−n−ブトキシアルミニウム、トリ−iso−ブトキシアルミニウム、トリ−sec−ブトキシアルミニウム、トリ−tert−ブトキシアルミニウム、トリメトキシボロン、トリエトキシボロン、トリ−n−プロポキシボロン、トリ−iso−プロポキシボロン、トリ−n−ブトキシボロン、トリ−iso−ブトキシボロン、トリ−sec−ブトキシボロン、トリ−tert−ブトキシボロンテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−iso−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトラ−iso−ブトキシシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキシシラン、テトラメトキシゲルマニウム、テトラエトキシゲルマニウム、テトラ−n−プロポキシゲルマニウム、テトラ−iso−プロポキシゲルマニウム、テトラ−n−ブトキシゲルマニウム、テトラ−iso−ブトキシゲルマニウム、テトラ−sec−ブトキシゲルマニウム、テトラ−tert−ブトキシゲルマニウム、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラ−n−プロポキシチタン、テトラ−iso−プロポキシチタン、テトラ−n−ブトキシチタン、テトラ−iso−ブトキシチタン、テトラ−sec−ブトキシチタン、テトラ−tert−ブトキシチタン、テトラメトキシジルコニウム、テトラエトキシジルコニウム、テトラ−n−プロポキシジルコニウム、テトラ−iso−プロポキシジルコニウム、テトラ−n−ブトキシジルコニウム、テトラ−iso−ブトキシジルコニウム、テトラ−sec−ブトキシジルコニウム、テトラ−tert−ブトキシジルコニウムが挙げられる。迅速かつ均一な重合反応を達成するには、反応温度領域で液状であるものが好ましく、また触媒としての活性の高さや入手容易性等を考慮すると、テトラ−iso−プロポキシチタンが特に好適である。   Moreover, as a suitable trivalent or tetravalent metal alkoxide represented by the general formula (5) or the general formula (6), trimethoxyaluminum, triethoxyaluminum, tri-n-propoxyaluminum, tri-iso -Propoxyaluminum, tri-n-butoxyaluminum, tri-iso-butoxyaluminum, tri-sec-butoxyaluminum, tri-tert-butoxyaluminum, trimethoxyboron, triethoxyboron, tri-n-propoxyboron, tri-iso -Propoxyboron, tri-n-butoxyboron, tri-iso-butoxyboron, tri-sec-butoxyboron, tri-tert-butoxyboron tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-i o-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-iso-butoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, tetra-tert-butoxysilane, tetramethoxygermanium, tetraethoxygermanium, tetra-n-propoxygermanium, tetra- iso-propoxygermanium, tetra-n-butoxygermanium, tetra-iso-butoxygermanium, tetra-sec-butoxygermanium, tetra-tert-butoxygermanium, tetramethoxytitanium, tetraethoxytitanium, tetra-n-propoxytitanium, tetra- iso-propoxy titanium, tetra-n-butoxy titanium, tetra-iso-butoxy titanium, tetra-sec-butoxy titanium, tetra-tert-butoxy titanium, Tramethoxyzirconium, tetraethoxyzirconium, tetra-n-propoxyzirconium, tetra-iso-propoxyzirconium, tetra-n-butoxyzirconium, tetra-iso-butoxyzirconium, tetra-sec-butoxyzirconium, tetra-tert-butoxyzirconium Can be mentioned. In order to achieve a rapid and uniform polymerization reaction, those which are liquid in the reaction temperature range are preferable, and tetra-iso-propoxytitanium is particularly preferable in view of high activity as a catalyst and availability. .

ポリオルガノシロキサンを重合する際の加熱温度は、生成するポリオルガノシロキサンの重合度を制御する上で重要なパラメーターである。目的の重合度にもよるが、上記で説明した原料の混合物を概略70℃〜150℃程度に加熱し、重合させるのが好ましい。   The heating temperature for polymerizing the polyorganosiloxane is an important parameter for controlling the degree of polymerization of the polyorganosiloxane produced. Although depending on the desired degree of polymerization, it is preferable to polymerize by heating the mixture of the raw materials described above to about 70 ° C to 150 ° C.

上記一般式(1)で示されるシラノール化合物に対して、金属アルコキシドの重合時の添加量が2モル%を下回ると、好適な上記温度範囲以上に加熱したとしても、ポリオルガノシロキサンの重合度を思うように上げることが困難である傾向がある。このような場合、アルカリ金属水酸化物又はアルカリ土類金属水酸化物を触媒として適量添加すると、金属アルコキシドの不足分を補って、生成するポリオルガノシロキサンの重合度を適度に制御することが可能となる。   With respect to the silanol compound represented by the general formula (1), when the addition amount during the polymerization of the metal alkoxide is less than 2 mol%, the degree of polymerization of the polyorganosiloxane can be increased even when heated above the preferred temperature range. It tends to be difficult to raise as expected. In such a case, when an appropriate amount of alkali metal hydroxide or alkaline earth metal hydroxide is added as a catalyst, the shortage of metal alkoxide can be compensated and the degree of polymerization of the resulting polyorganosiloxane can be controlled appropriately. It becomes.

好適なアルカリ金属水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。また、好適なアルカリ土類金属水酸化物としては、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム等のアルカリ土類金属水酸化物及びその水和物等が挙げられる。   Suitable alkali metal hydroxides include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like. Suitable alkaline earth metal hydroxides include alkaline earth metal hydroxides such as calcium hydroxide, strontium hydroxide and barium hydroxide, and hydrates thereof.

金属アルコキシドの重合添加量の好ましい上限は、目的とするポリオルガノシロキサンの性能に依存する。優れた感光特性を達成するには、アルコキシシラン化合物が光重合性の炭素−炭素二重結合を有することが好ましい。光重合性の炭素−炭素二重結合の所望量を考慮すると、金属アルコキシドの重合添加量の上限は、上記一般式(1)で示されるシラノール化合物に対して、好ましくは40モル%以下、より好ましくは30モル%以下である。   The preferable upper limit of the polymerization addition amount of the metal alkoxide depends on the performance of the target polyorganosiloxane. In order to achieve excellent photosensitivity, the alkoxysilane compound preferably has a photopolymerizable carbon-carbon double bond. Considering the desired amount of the photopolymerizable carbon-carbon double bond, the upper limit of the polymerization amount of the metal alkoxide is preferably 40 mol% or less with respect to the silanol compound represented by the general formula (1). Preferably it is 30 mol% or less.

(b)光重合開始剤
本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物には、感光性を付与する目的で、光重合開始剤を添加することが必要である。好ましいものとしては以下の化合物が挙げられる。
(B) Photopolymerization initiator It is necessary to add a photopolymerization initiator to the photosensitive polyorganosiloxane composition of the present invention for the purpose of imparting photosensitivity. Preferable compounds include the following compounds.

(1)ベンゾフェノン誘導体:例えば、ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン。   (1) Benzophenone derivatives: for example, benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl ketone, dibenzyl ketone, fluorenone.

(2)アセトフェノン誘導体:例えば、2,2’−ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオニル)−ベンジル]−フェニル}−2−メチルプロパン−1−オン、フェニルグリオキシル酸メチル。   (2) Acetophenone derivatives: for example, 2,2′-diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 1-hydroxycyclohexylphenyl Ketone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-hydroxy-1- {4- [4- (2-hydroxy-2-methylpropionyl)- [Benzyl] -phenyl} -2-methylpropan-1-one, methyl phenylglyoxylate.

(3)チオキサントン誘導体:例えば、チオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン。   (3) Thioxanthone derivatives: For example, thioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, diethylthioxanthone.

(4)ベンジル誘導体:例えば、ベンジル、ベンジルジメチルケタール、ベンジル−β−メトキシエチルアセタール。   (4) Benzyl derivatives: for example, benzyl, benzyldimethyl ketal, benzyl-β-methoxyethyl acetal.

(5)ベンゾイン誘導体:例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、2−ヒドロキシ−2−メチル−1フェニルプロパン−1−オン。   (5) Benzoin derivatives: for example, benzoin, benzoin methyl ether, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one.

(6)オキシム系化合物:例えば、1−フェニル−1,2−ブタンジオン−2−(O-メトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(O−メトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(O−エトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(O−ベンゾイル)オキシム、1,3−ジフェニルプロパントリオン−2−(O−エトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−3−エトキシプロパントリオン−2−(O−ベンゾイル)オキシム、1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)。   (6) Oxime compounds: for example, 1-phenyl-1,2-butanedione-2- (O-methoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-1,2-propanedione-2- (O-methoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-1,2-propanedione-2- (O-ethoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-1,2-propanedione-2- (O-benzoyl) oxime, 1,3-diphenylpropanetrione-2 -(O-ethoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-3-ethoxypropanetrione-2- (O-benzoyl) oxime, 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O- Benzoyloxime)], ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl]-, 1- (O Acetyl oxime).

(7)α−ヒドロキシケトン系化合物:例えば、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチルプロパン。   (7) α-hydroxy ketone compounds: for example, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] -2-hydroxy-2-methyl -1-propan-1-one, 2-hydroxy-1- {4- [4- (2-hydroxy-2-methylpropionyl) -benzyl] phenyl} -2-methylpropane.

(8)α−アミノアルキルフェノン系化合物:例えば、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、2−ジメチルアミノ−2−(4−メチルベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イル−フェニル)ブタン−1−オン。   (8) α-aminoalkylphenone compounds: for example, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1,2-dimethylamino-2- (4-methylbenzyl)- 1- (4-Morpholin-4-yl-phenyl) butan-1-one.

(9)フォスフィンオキサイド系化合物:例えば、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド。   (9) Phosphine oxide compounds: for example, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide.

(10)チタノセン化合物:例えば、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)フェニル)チタニウム。 (10) Titanocene compound: for example, bis (η 5 -2,4-cyclopentadien-1-yl) -bis (2,6-difluoro-3- (1H-pyrrol-1-yl) phenyl) titanium.

また、これらの使用にあたっては、単独でも2種以上の混合物でもかまわない。   Moreover, in using these, it may be individual or a mixture of 2 or more types.

上記した光重合開始剤の中では、特に光感度の点で、(8)のα−アミノアルキルフェノン系化合物がより好ましい。本発明において、(b)成分である光重合開始剤の添加量は、(a)成分であるポリオルガノシロキサン100質量部に対して、0.2〜20質量部であり、1〜10質量部とするのがより好ましい。添加量が0.2質量部以上であれば、露光に際して、光ラジカル重合が充分に進行するだけのラジカルが供給されるため、露光部の硬化が進行し、実用的なレリ−フパターンを得ることができる。また、逆に添加量が20質量部以下であれば、塗膜表面付近での露光吸収が大きくなりすぎることを防げるため、基板面付近まで露光光線が到達し、よって光ラジカル重合が膜厚方向で均一に起り、実用的なレリ−フパターンを得ることができる。   Among the photopolymerization initiators described above, the α-aminoalkylphenone compound (8) is more preferable particularly from the viewpoint of photosensitivity. In this invention, the addition amount of the photoinitiator which is (b) component is 0.2-20 mass parts with respect to 100 mass parts of polyorganosiloxane which is (a) component, and 1-10 mass parts Is more preferable. If the addition amount is 0.2 parts by mass or more, radicals sufficient to allow radical photopolymerization to proceed sufficiently are supplied during exposure, so that curing of the exposed part proceeds to obtain a practical relief pattern. Can do. On the other hand, if the addition amount is 20 parts by mass or less, the exposure light beam reaches near the substrate surface in order to prevent the exposure absorption near the coating film surface from becoming too large. Can be obtained uniformly and a practical relief pattern can be obtained.

(c)非イオン性界面活性剤
本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物には、有機薄膜に代表される各種基材に対する濡れ性を向上させる目的で、非イオン性界面活性剤を添加することが必要である。界面活性剤にはイオンに解離するイオン性界面活性剤と解離しない非イオン性界面活性剤の2つの種類があるが、イオン性界面活性剤には、金属腐食性のイオン成分を含む場合が多く、これを本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物に添加すると、半導体装置形成後、残存イオン成分により金属配線等の腐食や絶縁破壊等による動作不良を起こす可能性が高い。よって、本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物においては、イオン成分を極力含まない、非イオン性の界面活性剤を選択することが重要である。
(C) Nonionic surfactant A nonionic surfactant is added to the photosensitive polyorganosiloxane composition of the present invention for the purpose of improving the wettability with respect to various substrates represented by organic thin films. is required. There are two types of surfactants: ionic surfactants that dissociate into ions and nonionic surfactants that do not dissociate, but ionic surfactants often contain metal corrosive ionic components. When this is added to the photosensitive polyorganosiloxane composition of the present invention, there is a high possibility that after the formation of the semiconductor device, the residual ion component causes a malfunction due to corrosion or dielectric breakdown of metal wiring or the like. Therefore, in the photosensitive polyorganosiloxane composition of the present invention, it is important to select a nonionic surfactant that contains as little ionic components as possible.

好ましい非イオン性界面活性剤としては以下の化合物が挙げられる。   Preferred nonionic surfactants include the following compounds.

[1]エーテル型界面活性剤:例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル。   [1] Ether type surfactant: For example, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene polycyclic phenyl ether, polyoxypropylene alkyl ether.

[2]エステルエーテル型界面活性剤:例えば、ポリオキシエチレングリセリルエーテル脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油脂肪酸エステル。   [2] Ester ether type surfactant: For example, polyoxyethylene glyceryl ether fatty acid ester, polyoxyethylene hydrogenated castor oil fatty acid ester.

[3]エステル型界面活性剤:例えば、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレントリメチロールプロパン脂肪酸エステル。   [3] Ester type surfactant: For example, polyethylene glycol fatty acid ester, polyoxyethylene trimethylolpropane fatty acid ester.

[4]シリコーン系界面活性剤:例えば、ジメチルシロキサンエチレンオキシグラフト化合物、ジメチルシロキサンプロピレンオキシグラフト化合物、(ヒドロキシエチレンオキシプロピル)メチルシロキサン−ジメチルシロキサン化合物。   [4] Silicone surfactant: For example, dimethylsiloxane ethyleneoxy graft compound, dimethylsiloxane propyleneoxy graft compound, (hydroxyethyleneoxypropyl) methylsiloxane-dimethylsiloxane compound.

[5]フッ素系界面活性剤:例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸、及び下記一般式(4)からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物。   [5] Fluorosurfactant: For example, at least one compound selected from the group consisting of perfluoroalkylcarboxylic acid, perfluoroalkylsulfonic acid, and the following general formula (4).

Figure 2010006982
Figure 2010006982

(R6はトリフルオロメチル基又はペンタフルオロエチル基であり、nは1〜25の整数である。) (R 6 is a trifluoromethyl group or a pentafluoroethyl group, and n is an integer of 1 to 25.)

これらの使用にあたっては、単独でも2種以上の混合物でもかまわない。   In using these, it may be individual or a mixture of two or more.

上記した(c)非イオン性界面活性剤の中では、有機薄膜に対する濡れ性の向上効果の点で、上記[5]のフッ素系界面活性剤がより好ましい。特に上記一般式(4)に示される化合物は、環境に対する有害性が指摘されているパーフルオロアルキル基(Cn2n+1、n=6から12)を含まないので、更に好ましい。本発明において、(c)成分である非イオン性界面活性剤の添加量は、(a)成分であるポリオルガノシロキサン100質量部に対して、0.01から10質量部であり、0.1〜5質量部とするのがより好ましい。 Among the above-mentioned (c) nonionic surfactants, the fluorine surfactant of the above [5] is more preferable from the viewpoint of improving the wettability with respect to the organic thin film. In particular, the compound represented by the general formula (4) is more preferable because it does not contain a perfluoroalkyl group (C n F 2n + 1 , n = 6 to 12), which has been pointed out to be harmful to the environment. In this invention, the addition amount of the nonionic surfactant which is (c) component is 0.01-10 mass parts with respect to 100 mass parts of polyorganosiloxane which is (a) component, It is more preferable to set it to -5 mass parts.

添加量が0.01質量部以上であれば、有機薄膜に対する濡れ性が向上する。また、逆に添加量が10質量部以下であれば、リソグラフィーにおける現像部残滓、パターン浮き上がり及び剥れを抑制することができる。   If the addition amount is 0.01 parts by mass or more, the wettability with respect to the organic thin film is improved. On the other hand, if the addition amount is 10 parts by mass or less, it is possible to suppress development portion residue, pattern lifting and peeling in lithography.

(d)アルコール系及びケトン系の有機溶媒
本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物には、有機薄膜上での濡れ性を向上させる目的で、アルコール性水酸基を有する化合物及びケトン化合物から選択される少なくとも1種の有機溶媒を添加することが必要である。
(D) Alcohol-based and ketone-based organic solvents The photosensitive polyorganosiloxane composition of the present invention is selected from a compound having an alcoholic hydroxyl group and a ketone compound for the purpose of improving wettability on an organic thin film. It is necessary to add at least one organic solvent.

アルコール性水酸基を有する化合物としては、芳香族系、脂肪族系、脂環式系等のアルコールや、グリコールおよびその誘導体等が好適に用いられる。ケトン化合物としては、芳香族系、脂肪族系、脂環式系のモノケトンやジケトン等が好適に用いられる。具体的には以下の化合物が挙げられる。   As the compound having an alcoholic hydroxyl group, aromatic, aliphatic and alicyclic alcohols, glycols and derivatives thereof are preferably used. As the ketone compound, aromatic, aliphatic, and alicyclic monoketones and diketones are preferably used. Specific examples include the following compounds.

(1)脂肪族アルコール:例えば、
メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、iso−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、1−ペンタノール、イソアミルアルコール、s−アミルアルコール、t−アミルアルコール、2−メチル−1−ブタノール、1−ヘキサノール、2−エチル−1−ブタノール、4−メチル−2−ペンタノール、イソヘキシルアルコール、メチル−1−ペンタノール、s−ヘキサノール、1−ヘプタノール、イソヘプチルアルコール、2,3−ジメチル−1−ペンタノール、1−オクタノール、2−エチルヘキサノール、イソオクチルアルコール、2−オクタノール、3−オクタノール、1−ノナノール、イソノニルアルコール、3,5,5−トリメチルヘキサノール、1−デカノール、イソデシルアルコール、3,7−ジメチル−1−オクタノール、1−ヘンデカノール、1−ドデカノール、イソドデシルアルコール、アリルアルコール、プロパルギルアルコール、ヘキシノール。
(1) Aliphatic alcohol: for example
Methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, iso-butanol, sec-butanol, tert-butanol, 1-pentanol, isoamyl alcohol, s-amyl alcohol, t-amyl alcohol, 2-methyl- 1-butanol, 1-hexanol, 2-ethyl-1-butanol, 4-methyl-2-pentanol, isohexyl alcohol, methyl-1-pentanol, s-hexanol, 1-heptanol, isoheptyl alcohol, 2, 3-dimethyl-1-pentanol, 1-octanol, 2-ethylhexanol, isooctyl alcohol, 2-octanol, 3-octanol, 1-nonanol, isononyl alcohol, 3,5,5-trimethylhexanol, 1-decanol Isodecyl alcohol, 3,7-dimethyl-1-octanol, 1-Hendekanoru, 1-dodecanol, isododecyl alcohol, allyl alcohol, propargyl alcohol, Hekishinoru.

(2)芳香族アルコール:例えば、
ベンジルアルコール、(2−ヒドロキシフェニル)メタノール、(メトキシフェニル)メタノール、(3,4−ジヒドロキシフェニル)メタノール、4−(ヒドロキシメチル)ベンゼン−1,2−ジオール、(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)メタノール、(3,4−ジメトキシフェニル)メタノール、(4−イソプロピルフェニル)メタノール、2−フェニルエタノール、1−フェニルエタノール、2−フェニル−1−プロパノール、p−トリルアルコール、2−(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)エタン−1−オール、2−(3,4−ジメトキシフェニル)エタン−1−オール、3−フェニルプロパン−1−オール、2−フェニルプロパン−2−オール、シンナミルアルコール、3−(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)プロパ−2−エン−1−オール、3−(4−ヒドロキシ−3,5−メトキシフェニル)プロパ−2−エン−1−オール、ジフェニルメタノール、トリチルアルコール、1,2−ジフェニルエタン−1,2−ジオール、1,1,2,2,−テトラフェニルエタン−1,2−ジオール、ベンゼン−1,2−ジメタノール、ベンゼン−1,3−ジメタノール、ベンゼン−1,4−ジメタノール。
(2) Aromatic alcohol: for example
Benzyl alcohol, (2-hydroxyphenyl) methanol, (methoxyphenyl) methanol, (3,4-dihydroxyphenyl) methanol, 4- (hydroxymethyl) benzene-1,2-diol, (4-hydroxy-3-methoxyphenyl) ) Methanol, (3,4-dimethoxyphenyl) methanol, (4-isopropylphenyl) methanol, 2-phenylethanol, 1-phenylethanol, 2-phenyl-1-propanol, p-tolyl alcohol, 2- (4-hydroxy) -3-methoxyphenyl) ethane-1-ol, 2- (3,4-dimethoxyphenyl) ethane-1-ol, 3-phenylpropan-1-ol, 2-phenylpropan-2-ol, cinnamyl alcohol, 3- (4-Hydroxy-3-methoxyph Nyl) prop-2-en-1-ol, 3- (4-hydroxy-3,5-methoxyphenyl) prop-2-en-1-ol, diphenylmethanol, trityl alcohol, 1,2-diphenylethane-1 , 2-diol, 1,1,2,2, -tetraphenylethane-1,2-diol, benzene-1,2-dimethanol, benzene-1,3-dimethanol, benzene-1,4-dimethanol .

(3)脂環式アルコール:例えば、
シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、テトラヒドロ−2−フランメタノール。
(3) Alicyclic alcohol: for example
Cyclohexanol, methylcyclohexanol, furfuryl alcohol, tetrahydrofurfuryl alcohol, tetrahydro-2-furanmethanol.

(4)グリコールおよびその誘導体:例えば、
エチレングリコール、エチレングリコールモノアルキル(C=1〜8)エーテル、エチレングリコールモノビニルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジオキサン、ジエチレングリコールモノアルキル(C=1〜6)エーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、トリエチレングリコールモノアルキル(C=1〜3)エーテル、トリエチレングリコールモノビニルエーテル、トリエチレングリコールモノフェニルエーテル、テトラエチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアルキル(C=1〜4)エーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジプロピレングリコールモノアルキル(C=1〜3)エーテル、エチレングリコールモノアセタート、プロピレングリコールモノアクリラート、プロピレングリコールモノアセタート。
(4) Glycol and its derivatives: for example
Ethylene glycol, ethylene glycol monoalkyl (C = 1-8) ether, ethylene glycol monovinyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, dioxane, diethylene glycol monoalkyl (C = 1-6) ether, diethylene glycol monovinyl ether, diethylene glycol monophenyl ether, Triethylene glycol monoalkyl (C = 1-3) ether, triethylene glycol monovinyl ether, triethylene glycol monophenyl ether, tetraethylene glycol monophenyl ether, propylene glycol, propylene glycol monoalkyl (C = 1-4) ether, Propylene glycol monophenyl ether, dipropylene glycol monoalkyl (C = 1-3) ether , Ethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacrylate, propylene glycol monoacetate.

(5)ケトン化合物:例えば、
アセトン、メチルエチルケトン、3−ブチン−2−オン、メチル−n−プロピルケトン、メチルイソプロピルケトン、3−ペンチン−2−オン、メチルイソプロペニルケトン、メチル−n−ブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メシチルオキシド、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、メチル−n−アミルケトン、メチルイソアミルケトン、エチル−n−ブチルケトン、ジ−n−プロピルケトン、ジイソプロピルケトン、2−オクタノン、3−オクタノン、5−メチル−3−ヘプタノン、5−ノナノン、ジイソブチルケトン、トリメチルノナノン、2,4−ペンタンジオン、2,5−ヘキサンジオン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、アセトフェノン、プロピオフェノン、イソホロン等。
(5) Ketone compounds: for example
Acetone, methyl ethyl ketone, 3-butyn-2-one, methyl-n-propyl ketone, methyl isopropyl ketone, 3-pentyn-2-one, methyl isopropenyl ketone, methyl-n-butyl ketone, methyl isobutyl ketone, mesityl oxide, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, methyl-n-amyl ketone, methyl isoamyl ketone, ethyl-n-butyl ketone, di-n-propyl ketone, diisopropyl ketone, 2-octanone, 3-octanone, 5-methyl- 3-heptanone, 5-nonanone, diisobutylketone, trimethylnonanone, 2,4-pentanedione, 2,5-hexanedione, cyclopentanone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, acetophenone, propiophenone, isophorone and the like.

上記の好適な有機溶媒は、単独で用いても2種以上を混合して用いても良い。
上記した好適な有機溶媒の中でも、特に本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物における非イオン性界面活性剤の効果の導出性に優れ、同時に安全かつ取り扱いが容易なものとしては、iso−ブチルアルコール、ベンジルアルコール、エチレングリコールモノフェニルエーテル、メチル−n−アミルケトン、2−オクタノン、アセトフェノンが好ましいものとして挙げられる。
Said suitable organic solvent may be used independently, or 2 or more types may be mixed and used for it.
Among the above-mentioned preferred organic solvents, iso-butyl alcohol is particularly preferable as an excellent derivation of the effect of the nonionic surfactant in the photosensitive polyorganosiloxane composition of the present invention, and at the same time, safe and easy to handle. , Benzyl alcohol, ethylene glycol monophenyl ether, methyl-n-amyl ketone, 2-octanone, and acetophenone are preferable.

本発明において、(d)成分である有機溶媒の添加量は、(a)成分であるポリオルガノシロキサン100質量部に対して、10〜150質量部であり、20〜90質量部とするのがより好ましい。添加量が10質量部以上であれば、非イオン性界面活性剤の効果が向上する。また、添加量が150質量部以下であれば、組成物を各種基材上に塗布する過程において、厚膜成型に際しても実用充分な組成物粘度を確保することができ、結果として面内均一性に優れた塗膜とすることが出来る。   In this invention, the addition amount of the organic solvent which is (d) component is 10-150 mass parts with respect to 100 mass parts of polyorganosiloxane which is (a) component, and shall be 20-90 mass parts. More preferred. When the addition amount is 10 parts by mass or more, the effect of the nonionic surfactant is improved. In addition, if the addition amount is 150 parts by mass or less, a practically sufficient composition viscosity can be ensured even during thick film molding in the process of applying the composition on various substrates, resulting in in-plane uniformity. The coating film can be made excellent.

本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物には、製膜特性や感光特性並びに硬化後の力学特性を改善する目的で、(a)成分以外に、光重合性の不飽和結合を有する基を含む化合物を添加することが出来る。このような化合物としては、光重合開始剤の作用により重合可能な多官能(メタ)アクリル化合物が好ましく、例えば、ポリエチレングリコールジアクリレート[エチレングリコールユニットの数2〜20]、ポリエチレングリコールジメタクリレート[エチレングリコールユニットの数2〜20]、ポリ(1,2−プロピレングリコール)ジアクリレート[1,2−プロピレングリコールユニット数2〜20]、ポリ(1,2−プロピレングリコール)ジメタクリレート[1,2−プロピレングリコールユニット数2〜20]、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート[テトラメチレングリコールユニット数2〜10]、ポリテトラメチレングリコールジメタクリレート[テトラメチレングリコールユニット数2〜10]、1,4−シクロヘキサンジアクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート[エチレングリコールユニットの数2〜20]、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリ−2−ヒドロキシエチルイソシアヌレートトリアクリレート、トリ−2−ヒドロキシエチルイソシアヌレートトリメタクリレート、グリセロールジアクリレート、グリセロールジメタクリレート、ジトリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、メチレンビスアクリルアミド、エチレングリコールジグリシジルエーテル−メタクリル酸付加物、グリセロールジグリシジルエーテル−アクリル酸付加物、ビスフェノールAジグリシジルエーテル−アクリル酸付加物、ビスフェノールAジグリシジルエーテル−メタクリル酸付加物、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート[エチレングリコールユニットの数2〜30]、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート[エチレングリコールユニットの数2〜30]、N,N’−ビス(2−メタクリロイルオキシエチル)尿素等が挙げられる。また、これらの使用にあたっては、必要に応じて、単独でも2種以上を混合して用いてもかまわない。これらの化合物を添加する場合の添加量は、(a)成分100質量部に対して、1〜100質量部であることが好ましく、5〜50質量部であることがより好ましい。   The photosensitive polyorganosiloxane composition of the present invention contains a group having a photopolymerizable unsaturated bond in addition to the component (a) for the purpose of improving film-forming characteristics, photosensitive characteristics, and mechanical properties after curing. Compounds can be added. As such a compound, a polyfunctional (meth) acryl compound that can be polymerized by the action of a photopolymerization initiator is preferable. For example, polyethylene glycol diacrylate [number of ethylene glycol units 2 to 20], polyethylene glycol dimethacrylate [ethylene Number of glycol units 2-20], poly (1,2-propylene glycol) diacrylate [1,2-propylene glycol units number 2-20], poly (1,2-propylene glycol) dimethacrylate [1,2- Propylene glycol units 2 to 20], polytetramethylene glycol diacrylate [tetramethylene glycol units 2 to 10], polytetramethylene glycol dimethacrylate [tetramethylene glycol units 2 to 10], 1,4- Chlohexanediacrylate, 1,4-cyclohexanedimethacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, trimethylolpropane triacrylate, ethoxylated trimethylolpropane triacrylate [number of ethylene glycol units 2 to 20], trimethylolpropane Trimethacrylate, tri-2-hydroxyethyl isocyanurate triacrylate, tri-2-hydroxyethyl isocyanurate trimethacrylate, glycerol diacrylate, glycerol dimethacrylate, ditrimethylolpropane triacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate Dipentaerythritol hexaacrylate , Methylene bisacrylamide, ethylene glycol diglycidyl ether-methacrylic acid adduct, glycerol diglycidyl ether-acrylic acid adduct, bisphenol A diglycidyl ether-acrylic acid adduct, bisphenol A diglycidyl ether-methacrylic acid adduct, ethoxy Bisphenol A diacrylate [number 2-30 of ethylene glycol units], ethoxylated bisphenol A dimethacrylate [number 2-30 of ethylene glycol units], N, N′-bis (2-methacryloyloxyethyl) urea, etc. It is done. Moreover, in using these, you may use individually or in mixture of 2 or more types as needed. The addition amount in the case of adding these compounds is preferably 1 to 100 parts by mass and more preferably 5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of component (a).

本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物には、ソフトベーク後のコーティング膜のタック性や流動性を改善する目的で、シリコーンレジンを添加することができる。ここでいうシリコーンレジンとは、例えば、日刊工業新聞社刊「シリコーンハンドブック」(1990)に記されている、「アルコキシシリル基やクロロシリル基等の加水分解性基を2〜4個有するオルガノシラン化合物を共加水分解し重合して得られる三次元網目構造をとったポリマー」のことを指す。   A silicone resin can be added to the photosensitive polyorganosiloxane composition of the present invention for the purpose of improving the tackiness and fluidity of the coating film after soft baking. The silicone resin here is, for example, “organosilane compound having 2 to 4 hydrolyzable groups such as alkoxysilyl group and chlorosilyl group” described in “Silicone Handbook” (1990) published by Nikkan Kogyo Shimbun. It is a “polymer having a three-dimensional network structure obtained by cohydrolyzing and polymerizing”.

本発明の目的においては、その中でも、メチル系、フェニル系、フェニルメチル系、フェニルエチル系、フェニルプロピル系等の、いわゆるストレートシリコーンレジンを添加することが好ましい。これらの例としては、KR220L、KR242A、KC89、KR400、KR500(以上信越化学工業製)等のメチルシリコーンレジン、217フレーク(東レ・ダウコーニング製)、SR−20、SR−21(以上小西化学工業製)等のフェニル系シリコーンレジン、KR213、KR9218(以上信越化学工業製)、220フレーク、223フレーク、249フレーク(以上東レ・ダウコーニング製)等のフェニルメチル系シリコーンレジン、SR−23(小西化学工業製)等のフェニルエチル系シリコーンレジン、Z−6018(東レ・ダウコーニング製)等のフェニルプロピル系シリコーンレジン等が挙げられる。タック性や流動性の改善という目的では、より架橋密度が高く、常用温度域で固体であるシリコーンレジンの添加が好ましく、その意味では上記好適例の中でも、フェニル系もしくはフェニルプロピル系のシリコーンレジンを選択することが特に好ましい。更に、構造の一部にシラノール残基を有するものは、タック性や流動性の改善効果が更に高い傾向が本発明者らの検討で明らかになっており、好ましい。   In the object of the present invention, it is preferable to add a so-called straight silicone resin such as methyl, phenyl, phenylmethyl, phenylethyl, and phenylpropyl. Examples of these include methyl silicone resins such as KR220L, KR242A, KC89, KR400, and KR500 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 217 flakes (manufactured by Dow Corning Toray), SR-20, SR-21 (manufactured by Konishi Chemical Industries, Ltd.). Phenyl silicone resins such as KR213, KR9218 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 220 flakes, 223 flakes, 249 flakes (manufactured by Dow Corning Toray), SR-23 (Konishi Chemical) And the like, and phenylpropyl silicone resins such as Z-6018 (manufactured by Dow Corning Toray). For the purpose of improving tackiness and fluidity, it is preferable to add a silicone resin that has a higher crosslink density and is solid in a normal temperature range. In that sense, among the above preferred examples, a phenyl-based or phenylpropyl-based silicone resin is preferably used. It is particularly preferred to select. Furthermore, those having a silanol residue in a part of the structure are preferred because the inventors have clarified a tendency to further improve the tackiness and fluidity by examination.

本発明に好適な上記シリコーンレジンの添加量は、(a)成分100質量部に対して50〜200質量部であることが好ましい。タック性や流動性の改善効果を良好に得るには50質量部以上が好ましく、また200質量部以下であれば、i線感光性等のリソグラフィー特性を良好に維持することが可能である。   It is preferable that the addition amount of the said silicone resin suitable for this invention is 50-200 mass parts with respect to 100 mass parts of (a) component. In order to satisfactorily improve the tackiness and fluidity, the amount is preferably 50 parts by mass or more, and if it is 200 parts by mass or less, lithography properties such as i-line sensitivity can be maintained satisfactorily.

感光性ポリオルガノシロキサン組成物には、所望に応じ、光感度向上のための増感剤を添加することができる。このような増感剤としては、例えば、ミヒラーズケトン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2,5−ビス(4’−ジエチルアミノベンジリデン)シクロペンタノン、2,6−ビス(4’−ジエチルアミノベンジリデン)シクロヘキサノン、2,6−ビス(4’−ジメチルアミノベンジリデン)−4−メチルシクロヘキサノン、2,6−ビス(4’−ジエチルアミノベンジリデン)−4−メチルシクロヘキサノン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)カルコン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)カルコン、2−(4’−ジメチルアミノシンナミリデン)インダノン、2−(4’−ジメチルアミノベンジリデン)インダノン、2−(p−4’−ジメチルアミノビフェニル)ベンゾチアゾール、1,3−ビス(4−ジメチルアミノベンジリデン)アセトン、1,3−ビス(4−ジエチルアミノベンジリデン)アセトン、3,3’−カルボニル−ビス(7−ジエチルアミノクマリン)、3−アセチル−7−ジメチルアミノクマリン、3−エトキシカルボニル−7−ジメチルアミノクマリン、3−ベンジロキシカルボニル−7−ジメチルアミノクマリン、3−メトキシカルボニル−7−ジエチルアミノクマリン、3−エトキシカルボニル−7−ジエチルアミノクマリン、N−フェニル−N−エチルエタノールアミン、N−フェニルジエタノールアミン、N−p−トリルジエタノールアミン、N−フェニルエタノールアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)アニリン、4−モルホリノベンゾフェノン、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4−ジエチルアミノ安息香酸イソアミル、ベンズトリアゾール、2−メルカプトベンズイミダゾール、1−フェニル−5−メルカプト−1,2,3,4−テトラゾール、1−シクロヘキシル−5−メルカプト−1,2,3,4−テトラゾール、1−(tert−ブチル)−5−メルカプト−1,2,3,4−テトラゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズオキサゾール、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズチアゾール、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ナフト(1,2−p)チアゾール、2−(p−ジメチルアミノベンゾイル)スチレン等が挙げられる。また、使用にあたっては、単独でも2種以上の混合物でもかまわない。増感剤を添加する場合の添加量は、他の添加剤成分量との兼ね合いもあるが、例えば(a)成分100質量部に対して0.1〜10質量部であることが好ましく、0.5〜5質量部であることがより好ましい。   A sensitizer for improving photosensitivity can be added to the photosensitive polyorganosiloxane composition as desired. Examples of such a sensitizer include Michler's ketone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, 2,5-bis (4′-diethylaminobenzylidene) cyclopentanone, and 2,6-bis (4′-diethylamino). Benzylidene) cyclohexanone, 2,6-bis (4′-dimethylaminobenzylidene) -4-methylcyclohexanone, 2,6-bis (4′-diethylaminobenzylidene) -4-methylcyclohexanone, 4,4′-bis (dimethylamino) ) Chalcone, 4,4′-bis (diethylamino) chalcone, 2- (4′-dimethylaminocinnamylidene) indanone, 2- (4′-dimethylaminobenzylidene) indanone, 2- (p-4′-dimethylamino) Biphenyl) benzothiazole, 1,3-bis (4-dimethyla) Nobenzylidene) acetone, 1,3-bis (4-diethylaminobenzylidene) acetone, 3,3′-carbonyl-bis (7-diethylaminocoumarin), 3-acetyl-7-dimethylaminocoumarin, 3-ethoxycarbonyl-7- Dimethylaminocoumarin, 3-benzyloxycarbonyl-7-dimethylaminocoumarin, 3-methoxycarbonyl-7-diethylaminocoumarin, 3-ethoxycarbonyl-7-diethylaminocoumarin, N-phenyl-N-ethylethanolamine, N-phenyldiethanolamine N-p-tolyldiethanolamine, N-phenylethanolamine, N, N-bis (2-hydroxyethyl) aniline, 4-morpholinobenzophenone, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, 4-diethylamino Isoamyl benzoate, benztriazole, 2-mercaptobenzimidazole, 1-phenyl-5-mercapto-1,2,3,4-tetrazole, 1-cyclohexyl-5-mercapto-1,2,3,4-tetrazole, 1- (tert-butyl) -5-mercapto-1,2,3,4-tetrazole, 2-mercaptobenzothiazole, 2- (p-dimethylaminostyryl) benzoxazole, 2- (p-dimethylaminostyryl) benz Examples include thiazole, 2- (p-dimethylaminostyryl) naphtho (1,2-p) thiazole, 2- (p-dimethylaminobenzoyl) styrene, and the like. In use, it may be used alone or as a mixture of two or more. The addition amount in the case of adding the sensitizer is preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (a), although there is a balance with other additive component amounts. More preferably, it is 5-5 mass parts.

本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物には、所望に応じ、保存時の粘度や光感度の安定性を向上させる目的で、重合禁止剤を添加することができる。このような重合禁止剤としては、例えば、ヒドロキノン、N−ニトロソジフェニルアミン、p−tert−ブチルカテコール、フェノチアジン、N−フェニルナフチルアミン、エチレンジアミン四酢酸、1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、2,6−ジ−tert−ブチル−p−メチルフェノール、5−ニトロソ−8−ヒドロキシキノリン、1−ニトロソ−2−ナフトール、2−ニトロソ−1−ナフトール、2−ニトロソ−5−(N−エチル−N−スルフォプロピルアミノ)フェノール、N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシアミンアンモニウム塩、N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシルアミンアンモニウム塩、N−ニトロソ−N−(1−ナフチル)ヒドロキシルアミンアンモニウム塩、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジtert−ブチル)フェニルメタン等を用いることができる。重合禁止剤を添加する場合の添加量は、(a)成分100質量部に対して、0.01〜5質量部であることが好ましく、0.01〜1質量部であることがより好ましい。   A polymerization inhibitor can be added to the photosensitive polyorganosiloxane composition of the present invention as desired for the purpose of improving the viscosity during storage and the stability of photosensitivity. Examples of such polymerization inhibitors include hydroquinone, N-nitrosodiphenylamine, p-tert-butylcatechol, phenothiazine, N-phenylnaphthylamine, ethylenediaminetetraacetic acid, 1,2-cyclohexanediaminetetraacetic acid, glycol etherdiaminetetraacetic acid. 2,6-di-tert-butyl-p-methylphenol, 5-nitroso-8-hydroxyquinoline, 1-nitroso-2-naphthol, 2-nitroso-1-naphthol, 2-nitroso-5- (N- Ethyl-N-sulfopropylamino) phenol, N-nitroso-N-phenylhydroxyamine ammonium salt, N-nitroso-N-phenylhydroxylamine ammonium salt, N-nitroso-N- (1-naphthyl) hydroxylamine ammonium salt ,Screw 4-hydroxy-3,5-di-tert- butyl) phenyl methane, or the like can be used. The addition amount in the case of adding a polymerization inhibitor is preferably 0.01 to 5 parts by mass, more preferably 0.01 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of component (a).

本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物には、各種基材との密着性を更に向上させる目的で、シランカップリング剤を添加することが出来る。シランカップリング剤の例としては以下のようなものが挙げられる。(以下、アルコキシの表記はメトキシ基又はエトキシ基のことを指す。)
ビニルトリアルコキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリアルコキシシラン、3−グリシドキプロピルトリアルコキシシラン、3−グリシドキプロピルメチルジアルコキシシラン、p−スチリルトリアルコキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリアルコキシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジアルコキシラン、3−アクリロキシプロピルトリアルコキシラン、3−アクリロキシプロピルメチルジアルコキシラン、N−2(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリアルコキシシラン、N−2(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジアルコキシシラン、3−アミノプロピルトリアルコキシシラン、3−トリアルコキシシリル−N−(1.3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリアルコキシシラン、3−ウレイドプロピルトリアルコキシシラン、3−ウレイドプロピルメチルジアルコキシシラン、3−メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジアルコキシシラン、ビス(トリアルコキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3−イソシアナトプロピルトリアルコキシシラン等。
A silane coupling agent can be added to the photosensitive polyorganosiloxane composition of the present invention for the purpose of further improving the adhesion to various substrates. Examples of the silane coupling agent include the following. (Hereinafter, the notation of alkoxy indicates a methoxy group or an ethoxy group.)
Vinyltrialkoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrialkoxysilane, 3-glycidoxypropyltrialkoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldialkoxysilane, p-styryltrialkoxysilane, 3-methacryloxy Propyltrialkoxylane, 3-methacryloxypropylmethyl dialkoxylane, 3-acryloxypropyltrialkoxylane, 3-acryloxypropylmethyl dialkoxylane, N-2 (aminoethyl) -3-aminopropyltrialkoxysilane, N-2 (aminoethyl) -3-aminopropylmethyl dialkoxysilane, 3-aminopropyltrialkoxysilane, 3-trialkoxysilyl-N- (1.3-dimethyl-butylidene) propylamine, N-Fe -3-aminopropyltrialkoxysilane, 3-ureidopropyltrialkoxysilane, 3-ureidopropylmethyldialkoxysilane, 3-mercaptopropyltrialkoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldialkoxysilane, bis (trialkoxysilylpropyl) ) Tetrasulfide, 3-isocyanatopropyltrialkoxysilane and the like.

シランカップリング剤の添加量は、(a)成分100質量部に対して、0.1〜50質量部であることが好ましく、2〜35質量部であることがより好ましい。   The addition amount of the silane coupling agent is preferably 0.1 to 50 parts by mass, more preferably 2 to 35 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (a).

本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物においては、(d)成分以外の有機溶媒を添加して、粘度を調整したり、組成物の均一性や保存安定性を改善することができる。好適な溶媒としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、ピリジン、モルホリン、N−メチルモルホリン、N−フェニルモルホリン、モルホリノアセトフェノン、γ−ブチロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、テトラメチル尿素、1,3−ジメチル−2−イミダゾリノン、N−シクロヘキシル−2−ピロリドン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、アニソール、酢酸エチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等が挙げられ、これらは単独又は2種以上の組み合わせで用いることができる。   In the photosensitive polyorganosiloxane composition of the present invention, an organic solvent other than the component (d) can be added to adjust the viscosity, and improve the uniformity and storage stability of the composition. Suitable solvents include N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoramide, pyridine, morpholine, N -Methylmorpholine, N-phenylmorpholine, morpholinoacetophenone, γ-butyrolactone, α-acetyl-γ-butyrolactone, tetramethylurea, 1,3-dimethyl-2-imidazolinone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, propylene glycol monomethyl Examples include ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, anisole, ethyl acetate, ethyl lactate, and butyl lactate, and these can be used alone or in combination of two or more.

以上の他にも、本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物には、紫外線吸収剤等をはじめ、本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物の諸特性を阻害するものでない限り、必要に応じて、種々の添加剤を適宜配合することができる。   In addition to the above, the photosensitive polyorganosiloxane composition of the present invention includes an ultraviolet absorber and the like, as long as it does not inhibit various characteristics of the photosensitive polyorganosiloxane composition of the present invention. Various additives can be appropriately blended.

<ポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターンの形成方法>
本発明はまた、上述した感光性ポリオルガノシロキサン組成物を用いてポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターンを形成するための方法を提供する。ポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターンの形成方法は、典型的には、基材上に感光性ポリオルガノシロキサン組成物を塗布して塗布膜を形成する工程、パターニングマスクを介して該塗布膜に活性光線を照射し露光部を光硬化させる工程、現像液を用いて該塗布膜の露光部以外の部分を除去する工程、及び少なくとも塗布膜を加熱して塗布膜を加熱硬化させる工程を含む。上記各工程について以下で更に説明する。
<Method for forming polyorganosiloxane cured relief pattern>
The present invention also provides a method for forming a polyorganosiloxane cured relief pattern using the photosensitive polyorganosiloxane composition described above. Typically, a polyorganosiloxane cured relief pattern is formed by applying a photosensitive polyorganosiloxane composition on a substrate to form a coating film, and applying an actinic ray to the coating film through a patterning mask. A step of irradiating and photocuring the exposed portion; a step of removing a portion other than the exposed portion of the coating film using a developer; and a step of heating and curing the coating film by heating at least the coating film. The above steps will be further described below.

[感光性ポリオルガノシロキサン組成物を塗布して塗布膜を形成する工程]
本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物を、例えばシリコンウェハー、セラミック基板、アルミ基板等及びこれらに有機薄膜を形成した基板等の、所望の各種基材上に塗布して塗布膜を形成する。塗布装置又は塗布方法としては、スピンコーター、ダイコータ−、スプレーコーター、浸漬、印刷、ブレードコーター、ロールコーティング等が利用できる。塗布後、80〜200℃でソフトベーク(プリベーク)しても良い。
[Process of forming a coating film by applying photosensitive polyorganosiloxane composition]
The photosensitive polyorganosiloxane composition of the present invention is applied onto various desired base materials such as a silicon wafer, a ceramic substrate, an aluminum substrate, and a substrate on which an organic thin film is formed to form a coating film. As the coating apparatus or coating method, a spin coater, a die coater, a spray coater, dipping, printing, a blade coater, roll coating, or the like can be used. After application, soft baking (pre-baking) may be performed at 80 to 200 ° C.

[パターニングマスクを介して塗布膜に活性光線を照射し露光部を光硬化させる工程]
所望のパターニングマスクをフォトマスクとして介し、コンタクトアライナー、ミラープロジェクション、ステッパー等の露光投影装置を用いて、上記で形成した塗布膜に活性光線を照射する。
[Step of irradiating the coating film with an actinic ray through a patterning mask to photocure the exposed portion]
Using the desired patterning mask as a photomask, the coating film formed as described above is irradiated with actinic rays using an exposure projection apparatus such as a contact aligner, mirror projection, or stepper.

活性光線としては、X線、電子線、紫外線、可視光線等が利用できるが、本発明においては、200〜500nmの波長のものを用いるのが好ましい。パターンの解像度及び取扱い性の点で、活性光線の光源波長は、特にUV−i線(365nm)が好ましく、露光投影装置としてはステッパーが特に好ましい。   X-rays, electron beams, ultraviolet rays, visible rays and the like can be used as the actinic rays, but in the present invention, those having a wavelength of 200 to 500 nm are preferably used. In light of pattern resolution and handleability, the light source wavelength of the actinic ray is particularly preferably UV-i rays (365 nm), and a stepper is particularly preferable as the exposure projection apparatus.

露光後、光感度の向上等の目的で、必要に応じて、任意の温度、時間の組み合わせ(好ましくは温度40℃〜200℃、時間10秒〜360秒)による露光後ベーク(PEB)や、現像前ベークを施しても良い。   Post exposure bake (PEB) by any combination of temperature and time (preferably temperature 40 ° C. to 200 ° C., time 10 seconds to 360 seconds), if necessary, for the purpose of improving photosensitivity after exposure, Baking before development may be performed.

[現像液を用いて該塗布膜の露光部以外の部分を除去する工程]
現像液による現像は、浸漬法、パドル法、及び回転スプレー法等の方法から選択して行うことが出来る。これにより、塗布膜の未硬化部分、すなわち露光部以外の部分が除去されて現像後レリーフパターンが得られる。現像液としては、本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物の良溶媒を単独で、もしくは良溶媒と貧溶媒を適宜混合して用いることが出来る。良溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、N−アセチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン、α−アセチル−ガンマブチロラクトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−n−アミルケトン等が、貧溶媒としてはメタノール、エタノール、iso−プロパノール、ブタノール、イソブタノール、ペンタノール、メチルイソブチルカルビノール及び水等が用いられる。
[Step of removing a portion other than the exposed portion of the coating film using a developer]
Development with a developer can be performed by selecting from methods such as dipping, paddle, and rotary spraying. Thereby, an uncured portion of the coating film, that is, a portion other than the exposed portion is removed, and a relief pattern after development is obtained. As the developer, the good solvent of the photosensitive polyorganosiloxane composition of the present invention can be used alone, or a good solvent and a poor solvent can be appropriately mixed. Good solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, N-acetyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, α-acetyl-gammabutyrolactone, cyclo Pentanone, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl-n-amyl ketone, etc., as poor solvents, methanol, ethanol, iso-propanol, butanol, isobutanol, pentanol, Methyl isobutyl carbinol and water are used.

現像終了後、リンス液により洗浄を行い、現像液を除去することにより、レリーフパターン付き塗膜が得られる。リンス液としては、蒸留水、メタノール、エタノール、iso−プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、iso−ブチルアルコール、ペンタノール、メチルイソブチルカルビノール、4−メチル−1−ペンタノール等を単独又は適宜混合して用いたり、また段階的に組み合わせて用いたりすることもできる。   After the development is completed, the film is washed with a rinse solution, and the developer solution is removed to obtain a coating film with a relief pattern. As the rinsing liquid, distilled water, methanol, ethanol, iso-propanol, propylene glycol monomethyl ether, iso-butyl alcohol, pentanol, methyl isobutyl carbinol, 4-methyl-1-pentanol or the like may be used alone or as appropriate mixed. They can also be used in combination in stages.

[少なくとも塗布膜を加熱して塗布膜を加熱硬化させる工程]
得られた現像後レリーフパターンは、例えば150〜250℃という、従来よりも遙かに低い硬化温度で加熱硬化され、ポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターン(以下、硬化レリーフパターン、と略称する場合もある。)に変換される。この加熱硬化は、ホットプレート、イナートオーブン、温度プログラムを設定できる昇温式オーブン等を用いて行うことが出来る。加熱硬化させる際の雰囲気気体としては空気を用いてもよく、必要に応じて窒素、アルゴン等の不活性ガスを用いてもよい。上述のようにして、ポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターンを形成することができる。
[Step of heating and curing at least the coating film]
The obtained post-development relief pattern is heat-cured at a curing temperature, for example, 150 to 250 ° C., which is much lower than before, and may be abbreviated as a polyorganosiloxane cured relief pattern (hereinafter referred to as a cured relief pattern). ). This heat curing can be performed using a hot plate, an inert oven, a temperature rising oven that can set a temperature program, or the like. Air may be used as the atmospheric gas for heat curing, and an inert gas such as nitrogen or argon may be used as necessary. As described above, a polyorganosiloxane cured relief pattern can be formed.

<半導体装置及びその製造方法>
本発明はまた、上記ポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターンを含む半導体装置及びその製造方法を提供する。上述したポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターンは、例えば、シリコンウェハー等の基材上に形成された半導体装置の表面保護膜、層間絶縁膜、α線遮蔽膜、又はマイクロレンズアレイ等のミクロ構造体と、該ミクロ構造体を被覆するためのパッケージ材と、の間の支持体(隔壁)の少なくともいずれかとして使用できる。半導体装置の製造において、上記したポリオルガノシロキサン硬化パターンの形成以外の工程は周知の半導体装置の製造方法を適用でき、これにより、CMOSイメージセンサ等の光学素子を含む、各種の半導体装置を製造することができる。また、上述した本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物を硬化させた樹脂からなる塗膜を有する電子部品や半導体装置を得ることができる。
<Semiconductor device and manufacturing method thereof>
The present invention also provides a semiconductor device including the polyorganosiloxane cured relief pattern and a method for manufacturing the same. The polyorganosiloxane cured relief pattern described above is, for example, a surface protective film of a semiconductor device formed on a substrate such as a silicon wafer, an interlayer insulating film, an α-ray shielding film, or a microstructure such as a microlens array, It can be used as at least one of the support (partition wall) between the package material for covering the microstructure and the package material. In manufacturing a semiconductor device, processes other than the formation of the polyorganosiloxane cured pattern described above can apply a known semiconductor device manufacturing method, thereby manufacturing various semiconductor devices including optical elements such as CMOS image sensors. be able to. Moreover, the electronic component and semiconductor device which have the coating film which consists of resin which hardened the photosensitive polyorganosiloxane composition of this invention mentioned above can be obtained.

本発明の半導体装置は、集積回路が形成された結晶基板と、前記結晶基板上に形成されたミクロ構造体と、前記ミクロ構造体を被覆するためのパッケージ材と、前記パッケージ材を前記ミクロ構造体上に支持するためのスペーサー材とを有することができ、この場合、前記スペーサー材として本発明のポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターンを形成することができる。ここで、集積回路の具体例としては、シリコン、ニオブ酸リチウム、酒石酸リチウム又は水晶を含んでいる結晶基板やフォトダイオードが挙げられる。ミクロ構造体とは、ミクロンサイズの機械的、光機械的、電子機械的なデバイスを意味する。具体的には、例えばマイクロレンズが挙げられる。パッケージ材は、好ましくは透明であって、ガラスで形成されていても良い。   The semiconductor device of the present invention includes a crystal substrate on which an integrated circuit is formed, a microstructure formed on the crystal substrate, a package material for covering the microstructure, and the package material as the microstructure. And a spacer material for supporting on the body. In this case, the polyorganosiloxane cured relief pattern of the present invention can be formed as the spacer material. Here, specific examples of the integrated circuit include a crystal substrate and a photodiode including silicon, lithium niobate, lithium tartrate, or quartz. A microstructure means a micron-sized mechanical, photomechanical, or electromechanical device. Specifically, a microlens is mentioned, for example. The packaging material is preferably transparent and may be formed of glass.

上記半導体装置の製造方法としては、ミクロ構造体上に直接又は薄膜層を介して本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物を塗布して塗布膜を形成する工程、スペーサー材を形成したい部分のみ開口部を有しているパターニングマスクを介して該塗布膜に活性光線を照射し露光部を光硬化させる工程、現像液を用いて該塗布膜の未硬化の部分、すなわち露光部以外の部分を除去する工程、及び少なくとも塗布膜を加熱する工程、を含む製造方法が挙げられる。各工程は前述と同様の方法により行うことが出来る。   As a manufacturing method of the semiconductor device, a process for forming the coating film by applying the photosensitive polyorganosiloxane composition of the present invention directly or through a thin film layer on a microstructure, and opening only a portion where a spacer material is to be formed. A step of irradiating the coating film with an actinic ray through a patterning mask having a portion to photocure the exposed portion, and removing a non-cured portion of the coating film using the developer, that is, a portion other than the exposed portion And a manufacturing method including at least a step of heating the coating film. Each step can be performed by the same method as described above.

次に、実施例及び比較例によって、本発明を更に説明する。   Next, the present invention will be further described with reference to examples and comparative examples.

[合成例1]
(ポリオルガノシロキサンP−1の合成)
水冷コンデンサーおよびバキュームシール付き撹拌羽根を装着した容量2リットルの丸底フラスコに、ジフェニルシランジオール540.78g(2.5mol)、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン577.41g(2.325mol)、テトラ−iso−プロポキシチタン24.87g(0.0875mol)を仕込み、撹拌を開始した。これをオイルバスに浸け、加熱温度を120℃に設定し、室温より加熱を開始した。途中、重合反応の進行に伴って発生するメタノールを水冷コンデンサーで還留させつつ、反応溶液温度が一定となるまで反応させ、その後更に30分間、加熱撹拌を継続した。
[Synthesis Example 1]
(Synthesis of polyorganosiloxane P-1)
In a 2-liter round bottom flask equipped with a water-cooled condenser and a stirring blade with a vacuum seal, 540.78 g (2.5 mol) of diphenylsilanediol, 577.41 g (2.325 mol) of 3-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, tetra -24.87g (0.0875mol) of iso-propoxy titanium was prepared, and stirring was started. This was immersed in an oil bath, the heating temperature was set to 120 ° C., and heating was started from room temperature. On the way, methanol generated with the progress of the polymerization reaction was allowed to react with a water-cooled condenser while reacting until the temperature of the reaction solution became constant, and then heated and stirred for another 30 minutes.

その後、コールドトラップと真空ポンプとに接続されたホースを装着し、オイルバスを用いて80℃で加熱しつつ強撹拌し、メタノールが突沸しない程度に徐々に真空度を上げていくことによりメタノールを留去し、ポリオルガノシロキサンP−1(23℃における粘度100ポイズ)を得た。   Then, attach a hose connected to a cold trap and a vacuum pump, stir vigorously while heating at 80 ° C. using an oil bath, and gradually increase the degree of vacuum so that the methanol does not bump. Distilled off to obtain polyorganosiloxane P-1 (viscosity 100 poise at 23 ° C.).

[合成例2]
(ポリオルガノシロキサンP−2の合成)
水冷コンデンサーおよびバキュームシール付き撹拌羽根を装着した容量500mlの三つ首丸底フラスコに、ジフェニルシランジオール86.52g(0.4mol)、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン52.45g(0.211mol)、3−モルホリノプロピルトリメトキシシラン35.12g(0.141mol)、テトラ−isoプロポキシチタン6.82g(0.024mol)を仕込み、撹拌を開始した。これをオイルバスに浸け、温度を120℃に設定し、室温より加熱を開始した。途中、重合反応の進行に伴って発生するメタノールを水冷コンデンサーで還留させつつ、反応溶液温度が一定となるまで反応させ、その後更に30分間、加熱撹拌を継続した。
[Synthesis Example 2]
(Synthesis of polyorganosiloxane P-2)
To a 500 ml three-necked round bottom flask equipped with a water-cooled condenser and a stirring blade with a vacuum seal was added 86.52 g (0.4 mol) of diphenylsilanediol and 52.45 g (0.211 mol) of 3-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane. , 3-morpholinopropyltrimethoxysilane 35.12 g (0.141 mol) and tetra-isopropoxytitanium 6.82 g (0.024 mol) were charged, and stirring was started. This was immersed in an oil bath, the temperature was set to 120 ° C., and heating was started from room temperature. On the way, methanol generated with the progress of the polymerization reaction was allowed to react with a water-cooled condenser while reacting until the temperature of the reaction solution became constant, and then heated and stirred for another 30 minutes.

その後、コールドトラップと真空ポンプとに接続されたホースを装着し、オイルバスを用いて80℃で加熱しつつ強撹拌し、メタノールが突沸しない程度に徐々に真空度を上げていくことによりメタノールを留去し、ポリオルガノシロキサンP−2(40℃における粘度220ポイズ)を得た。   Then, attach a hose connected to a cold trap and a vacuum pump, stir vigorously while heating at 80 ° C. using an oil bath, and gradually increase the degree of vacuum so that the methanol does not bump. Distilled off to obtain polyorganosiloxane P-2 (viscosity 220 poise at 40 ° C.).

[実施例1]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−1の調製)
(a)ポリオルガノシロキサンとしての、合成例1で得られたポリオルガノシロキサンP−1を100質量部に対して、(b)光重合開始剤として2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1(チバ・ジャパン製IRGACURE369)を4質量部、(c)非イオン性界面活性剤として下記式(7)で示される非イオン性界面活性剤S−1(OMNOVA Solutions製 商標名PolyFox 品番PF−656)を0.4質量部、(d)有機溶媒としての分散溶媒としてベンジルアルコールを30質量部、同じく分散溶媒としてメチル−n−アミルケトンを30質量部、その他成分として、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンを0.4質量部、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート(エチレングリコールユニット数30 日油製PDBE−1300)を30質量部、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを30質量部、シリコーンレジン(小西化学製SR−20)を150質量部、それぞれ計量混合し、孔径0.2ミクロンのテフロン(登録商標)製フィルターでろ過し、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−1を得た。
[Example 1]
(Preparation of photosensitive polyorganosiloxane composition C-1)
(A) 100 parts by mass of the polyorganosiloxane P-1 obtained in Synthesis Example 1 as a polyorganosiloxane, and (b) 2-benzyl-2-dimethylamino-1- ( 4 parts by mass of 4-morpholinophenyl) -butanone-1 (IRGACURE369 manufactured by Ciba Japan), (c) a nonionic surfactant S-1 represented by the following formula (7) as a nonionic surfactant 0.4 part by mass of OMNOVA Solutions brand name PolyFox product number PF-656), (d) 30 parts by mass of benzyl alcohol as a dispersion solvent as an organic solvent, 30 parts by mass of methyl-n-amyl ketone as a dispersion solvent, and others As a component, 0.4 parts by mass of 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, ethoxylated bisphenol A 30 parts by weight of dimethacrylate (number of ethylene glycol units: 30, NOF PDBE-1300), 30 parts by weight of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 150 parts by weight of silicone resin (SR-20, manufactured by Konishi Chemical) The mixture was mixed and filtered through a Teflon (registered trademark) filter having a pore size of 0.2 microns to obtain a varnish-like photosensitive polyorganosiloxane composition C-1.

Figure 2010006982
Figure 2010006982

[実施例2]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−2の調製)
実施例1における非イオン性界面活性剤S−1を、下記式(8)で示される界面活性剤S−2(OMNOVA Solutions製 商標名PolyFox 品番PF−6320)とした以外は実施例1と同様にして、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−2を得た。
[Example 2]
(Preparation of photosensitive polyorganosiloxane composition C-2)
The nonionic surfactant S-1 in Example 1 was the same as Example 1 except that the surfactant S-2 represented by the following formula (8) was used (trade name: PolyFox product number PF-6320 manufactured by OMNOVA Solutions). Thus, a varnish-like photosensitive polyorganosiloxane composition C-2 was obtained.

Figure 2010006982
Figure 2010006982

[実施例3]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−3の調製)
実施例1における分散溶媒をアセトフェノン30質量部、ベンジルアルコール30質量部に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−3を得た。
[Example 3]
(Preparation of photosensitive polyorganosiloxane composition C-3)
A varnish-like photosensitive polyorganosiloxane composition C-3 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the dispersion solvent in Example 1 was replaced with 30 parts by mass of acetophenone and 30 parts by mass of benzyl alcohol.

[実施例4]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−4の調製)
実施例1における分散溶媒をイソブチルアルコール30質量部、ベンジルアルコール30質量部に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−4を得た。
[Example 4]
(Preparation of photosensitive polyorganosiloxane composition C-4)
A varnish-like photosensitive polyorganosiloxane composition C-4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the dispersion solvent in Example 1 was replaced with 30 parts by mass of isobutyl alcohol and 30 parts by mass of benzyl alcohol.

[実施例5]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−5の調製)
実施例1における分散溶媒を2−オクタノン30質量部、エチレングリコールモノフェニルエーテル30質量部に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−5を得た。
[Example 5]
(Preparation of photosensitive polyorganosiloxane composition C-5)
A varnish-like photosensitive polyorganosiloxane composition C-5 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the dispersion solvent in Example 1 was replaced with 30 parts by mass of 2-octanone and 30 parts by mass of ethylene glycol monophenyl ether. It was.

[実施例6]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−6の調製)
(a)ポリオルガノシロキサンとしての、合成例2で得られたポリオルガノシロキサンP−2を100質量部に対して、(b)光重合開始剤として2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1(チバ・ジャパン製IRGACURE369)を4質量部、(c)非イオン性界面活性剤として非イオン性界面活性剤S−1(OMNOVA Solutions製 商標名PolyFox 品番PF−656)を0.4質量部、(d)有機溶媒としての分散溶媒としてベンジルアルコールを30質量部、同じく分散溶媒としてメチル−n−アミルケトンを30質量部、その他成分として、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンを0.4質量部、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート(エチレングリコールユニット数30 日油製PDBE−1300)を30質量部、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを30質量部、シリコーンレジン(ダウ・コーニング製217フレーク)を150質量部、それぞれ計量混合し、孔径0.2ミクロンのテフロン(登録商標)製フィルターでろ過し、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−6を得た。
[Example 6]
(Preparation of photosensitive polyorganosiloxane composition C-6)
(A) 100 parts by mass of the polyorganosiloxane P-2 obtained in Synthesis Example 2 as a polyorganosiloxane, and (b) 2-benzyl-2-dimethylamino-1- ( 4-morpholinophenyl) -butanone-1 (IRGACURE369 manufactured by Ciba Japan), (c) nonionic surfactant S-1 as a nonionic surfactant (trade name: PolyFox product number PF manufactured by OMNOVA Solutions) -656) is 0.4 parts by mass, (d) 30 parts by mass of benzyl alcohol as a dispersion solvent as an organic solvent, 30 parts by mass of methyl-n-amyl ketone as the dispersion solvent, and 4,4′- 0.4 parts by mass of bis (diethylamino) benzophenone, ethoxylated bisphenol A dimethacrylate (eth 30 parts by weight of lenglycol units 30 NOF PDBE-1300), 30 parts by weight of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and 150 parts by weight of silicone resin (217 flakes by Dow Corning) The mixture was filtered through a Teflon (registered trademark) filter having a pore size of 0.2 microns to obtain a varnish-like photosensitive polyorganosiloxane composition C-6.

[実施例7]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−7の調製)
実施例6における非イオン性界面活性剤S−1を、非イオン性界面活性剤S−3[(ヒドロキシエチレンオキシプロピル)メチルシロキサン−ジメチルシロキサン化合物、Gelest製 品番CMS−626]に変更した以外は実施例6と同様にして、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−7を得た。
[Example 7]
(Preparation of photosensitive polyorganosiloxane composition C-7)
The nonionic surfactant S-1 in Example 6 was changed to a nonionic surfactant S-3 [(hydroxyethyleneoxypropyl) methylsiloxane-dimethylsiloxane compound, Gelest product number CMS-626]. In the same manner as in Example 6, a varnish-like photosensitive polyorganosiloxane composition C-7 was obtained.

[実施例8]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−8の調製)
実施例6における非イオン性界面活性剤S−1を、非イオン性界面活性剤S−4[パーフルオロアルキル基含有オリゴマーである、大日本インキ化学工業製、商標名メガファック 品番R−08]に変更した以外は実施例6と同様にして、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−8を得た。
[Example 8]
(Preparation of photosensitive polyorganosiloxane composition C-8)
The nonionic surfactant S-1 in Example 6 was replaced with the nonionic surfactant S-4 [trade name Megafac product number R-08 manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc., which is a perfluoroalkyl group-containing oligomer]. A varnish-like photosensitive polyorganosiloxane composition C-8 was obtained in the same manner as in Example 6 except for changing to.

[比較例1]
(感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−9の調製)
(d)有機溶媒としてのアルコール又はケトンの有機溶媒を用いず、別途、希釈溶媒としてN−メチル−2−ピロリドンを60質量部添加した以外は実施例1と同様にして、ワニス状の感光性ポリオルガノシロキサン組成物C−9を得た。
[Comparative Example 1]
(Preparation of photosensitive polyorganosiloxane composition C-9)
(D) Varnish-like photosensitivity in the same manner as in Example 1 except that 60 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone was added as a diluting solvent without using an alcohol or ketone organic solvent as the organic solvent. Polyorganosiloxane composition C-9 was obtained.

次に本発明の実施例、比較例で調製した感光性ポリオルガノシロキサン組成物を、スピンコーター(東京エレクトロン製 型式名クリーントラックマーク7)を用いて有機薄膜層が形成された6インチシリコンウエハー上に塗布し、シクロペンタノンを用いてウェハー端より2mm幅をエッジカットし、125℃で12分間ソフトベークし、初期膜厚45ミクロンの塗膜を得た。   Next, the photosensitive polyorganosiloxane composition prepared in Examples and Comparative Examples of the present invention was applied to a 6-inch silicon wafer on which an organic thin film layer was formed using a spin coater (model name Clean Track Mark 7 manufactured by Tokyo Electron). 2mm width was cut from the edge of the wafer using cyclopentanone and soft-baked at 125 ° C for 12 minutes to obtain a coating film having an initial film thickness of 45 microns.

この塗膜が形成されたウェハー外周部のエッジカット幅を測定し、有機薄膜上での塗布性(濡れ性)を評価した。評価基準は以下の通りである。
○:ウェハー端から2mm未満。ウェハー中心方向への塗膜の後退なし。
×:ウェハー端から2mm以上5mm未満。ウェハー中心方向へ若干の塗膜後退あり。
結果を表1に示す。
The edge cut width of the wafer outer peripheral part on which this coating film was formed was measured, and the coating property (wetting property) on the organic thin film was evaluated. The evaluation criteria are as follows.
○: Less than 2 mm from the wafer edge. There is no retraction of the coating film toward the wafer center.
X: 2 mm or more and less than 5 mm from the wafer edge. There is a slight receding coating toward the wafer center.
The results are shown in Table 1.

(感光特性評価:パターンの膨潤、基材との接着性)
本発明の実施例、比較例で調製した感光性ポリオルガノシロキサン組成物を、スピンコーター(東京エレクトロン製 型式名クリーントラックマーク7)を用いて6インチシリコンウエハー上に塗布し、125℃で12分間ソフトベークし、初期膜厚45ミクロンの塗膜を得た。この塗膜をi線ステッパー露光機(ニコン製 型式名NSR2005i8A)により、CMOSイメージセンサーのレンズアレイ保護用スペーサー構造を模した格子状パターンをデザインした評価用フォトマスクを通して、露光量を100〜900mJ/cm2の範囲で横方向に100mJ/cm2ずつ、フォーカスを16ミクロン〜32ミクロンの範囲で縦方向に2ミクロンずつ、それぞれ段階的に変化させて露光した。露光から30分後、現像液としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを用いて、未露光部が完全に溶解消失するまでの時間に1.4を乗じた時間の回転スプレー現像を施し、引き続きiso−ブチルアルコールで10秒間回転スプレーリンス処理を施して格子状のレリ−フパターンを得た。
(Photosensitive property evaluation: pattern swelling, adhesion to substrate)
The photosensitive polyorganosiloxane composition prepared in Examples and Comparative Examples of the present invention was applied on a 6-inch silicon wafer using a spin coater (model name Clean Track Mark 7 manufactured by Tokyo Electron), and 125 ° C. for 12 minutes. Soft baking was performed to obtain a coating film having an initial film thickness of 45 microns. This coating film was exposed to an exposure dose of 100 to 900 mJ / through an evaluation photomask designed with a lattice pattern imitating a lens array protection spacer structure of a CMOS image sensor by an i-line stepper exposure machine (Nikon model name: NSR2005i8A). The exposure was performed in steps of 100 mJ / cm 2 in the lateral direction in the range of cm 2 and in steps of 2 microns in the longitudinal direction in the range of 16 to 32 microns. 30 minutes after exposure, propylene glycol monomethyl ether acetate was used as a developer, and the time until the unexposed area completely dissolved and disappeared was multiplied by 1.4, followed by iso-butyl alcohol. Then, a rotary spray rinsing treatment was performed for 10 seconds to obtain a grid-like relief pattern.

得られたレリーフパターンを光学顕微鏡下で目視観察し、パターンの膨潤(○:膨潤なくシャープ、△:局所的に僅かに膨潤、×:明らかに膨潤)、基材との接着性(○:浮き上がりやはがれなし、△:局所的に僅かに浮き上がりやはがれあり、×:全面かもしくは明確な浮き上がりやはがれあり)を評価した。結果を表1に示す。   The obtained relief pattern was visually observed under an optical microscope, and the pattern was swollen (◯: sharp without swelling, Δ: slightly swollen locally, x: apparently swollen), adhesion to the substrate (○: lifted) No peeling, Δ: Slightly lifted or peeled locally, ×: Full surface or clear lifted or peeled). The results are shown in Table 1.

(低温硬化性:硬化フィルムの伸度の評価)
上記組成物を、上述の感光特性評価と同様にして、6インチシリコンウェハー上にアルミニウムを真空蒸着した基材上に塗布、ソフトベークした後、縦型キュア炉(光洋サーモシステム製、形式名VF−2000B)を用いて、窒素雰囲気下、180℃で2時間の加熱硬化処理を施し、硬化後膜厚10μmの樹脂膜を作製した。この樹脂膜を、ダイシングソー(ディスコ製、型式名DAD−2H/6T)を用いて3.0mm幅にカットし、10%塩酸水溶液に浸漬してシリコンウェハー上から剥離し、短冊状のフィルムサンプルとした。
(Low-temperature curability: Evaluation of elongation of cured film)
In the same manner as in the above-described evaluation of the photosensitive properties, the composition was applied onto a 6-inch silicon wafer by vacuum-depositing aluminum and soft-baked, and then a vertical curing furnace (manufactured by Koyo Thermo Systems, model name VF). -2000B), a heat curing treatment was performed at 180 ° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere, and a resin film having a thickness of 10 μm after curing was produced. This resin film is cut to a width of 3.0 mm using a dicing saw (manufactured by DISCO, model name DAD-2H / 6T), immersed in a 10% hydrochloric acid aqueous solution and peeled off from the silicon wafer, and a strip-shaped film sample. It was.

このフィルムサンプルを23℃、相対湿度55%の雰囲気に24時間放置した後、ASTM D−882−88に準拠したテンシロン引張り試験機による引張り試験を行い、フィルムの伸度を評価した。結果を表1に示す。   The film sample was allowed to stand in an atmosphere of 23 ° C. and 55% relative humidity for 24 hours, and then subjected to a tensile test using a Tensilon tensile tester based on ASTM D-882-88 to evaluate the elongation of the film. The results are shown in Table 1.

Figure 2010006982
Figure 2010006982

本発明の実施例は、有機薄膜に対する良好な濡れ性、優れた感光特性(すなわちリソグラフィー特性)と低温硬化性を示す。   Examples of the present invention exhibit good wettability to organic thin films, excellent photosensitivity (ie lithography properties) and low temperature curability.

比較例1は本発明の必須成分である(d)アルコール性水酸基含有化合物又はケトン化合物の有機溶媒を適用しない場合であるが、本発明の実施例と比較して有機薄膜に対する濡れ性が劣り、低温硬化性にも劣る。   Comparative Example 1 is a case where the organic solvent of the alcoholic hydroxyl group-containing compound or ketone compound, which is an essential component of the present invention, is not applied, but the wettability with respect to the organic thin film is inferior compared with the examples of the present invention, Inferior to low-temperature curability.

本発明の感光性ポリオルガノシロキサン組成物は、電子部品の絶縁材料や半導体装置における表面保護膜、層間絶縁膜、α線遮蔽膜等の形成、及びイメージセンサーやマイクロマシン、あるいはマイクロアクチュエーターを搭載した半導体装置等及びその形成に使用される樹脂組成物として好適に利用できる。   The photosensitive polyorganosiloxane composition of the present invention is a semiconductor having an insulating material for electronic parts, formation of a surface protective film, interlayer insulating film, α-ray shielding film, etc. in a semiconductor device, and an image sensor, micromachine, or microactuator. It can utilize suitably as a resin composition used for an apparatus etc. and its formation.

Claims (10)

下記(a)〜(d)成分、
(a)下記一般式(1)で示される少なくとも1種のシラノール化合物と、下記一般式(2)で示される化合物及び下記一般式(3)で示される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種のアルコキシシラン化合物とを、触媒の存在下で水添加を行うことなく重合させて得られるポリオルガノシロキサン100質量部
Figure 2010006982
(複数のR1は、それぞれ独立に、芳香族基を少なくとも1つ含む炭素数6〜20の基である。)
Figure 2010006982
(R2は、ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を有する基を含む炭素数2〜17の有機基であり、複数のR3は、それぞれ独立にメチル基又はエチル基である。)
Figure 2010006982
(R4は、ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を有する基を含まず、かつ5〜6員の窒素原子含有複素環を有する基を少なくとも1つ含む炭素数2〜17の有機基であり、複数のR5は、それぞれ独立にメチル基又はエチル基である。)、
(b)光重合開始剤0.2〜20質量部、
(c)非イオン性界面活性剤0.01〜10質量部、並びに
(d)アルコール性水酸基を有する化合物及びケトン化合物から選択される少なくとも1種の有機溶媒10〜150質量部
を含む感光性ポリオルガノシロキサン組成物。
The following components (a) to (d),
(A) At least one selected from the group consisting of at least one silanol compound represented by the following general formula (1), a compound represented by the following general formula (2), and a compound represented by the following general formula (3) 100 parts by mass of a polyorganosiloxane obtained by polymerizing the alkoxysilane compound in the presence of a catalyst without adding water
Figure 2010006982
(The plurality of R 1 are each independently a group having 6 to 20 carbon atoms and containing at least one aromatic group.)
Figure 2010006982
(R 2 is an organic group having 2 to 17 carbon atoms including a group having a radical polymerizable carbon-carbon double bond, and the plurality of R 3 are each independently a methyl group or an ethyl group.)
Figure 2010006982
(R 4 is an organic group having 2 to 17 carbon atoms which does not include a group having a radically polymerizable carbon-carbon double bond and includes at least one group having a 5- to 6-membered nitrogen atom-containing heterocyclic ring. And a plurality of R 5 are each independently a methyl group or an ethyl group).
(B) 0.2-20 parts by mass of a photopolymerization initiator,
(C) 0.01-10 parts by mass of a nonionic surfactant, and (d) a photosensitive polysiloxane containing 10-150 parts by mass of at least one organic solvent selected from a compound having an alcoholic hydroxyl group and a ketone compound. Organosiloxane composition.
前記(c)成分が、フッ素原子を少なくとも1つ含有する、請求項1に記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物。   The photosensitive polyorganosiloxane composition according to claim 1, wherein the component (c) contains at least one fluorine atom. 前記(c)成分が、下記一般式(4)
Figure 2010006982
(R6はトリフルオロメチル基又はペンタフルオロエチル基であり、nは1〜25の整数である。)
で示される少なくとも1種の化合物である、請求項1に記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物。
The component (c) is represented by the following general formula (4)
Figure 2010006982
(R 6 is a trifluoromethyl group or a pentafluoroethyl group, and n is an integer of 1 to 25.)
The photosensitive polyorganosiloxane composition of Claim 1 which is at least 1 sort (s) of compound shown by these.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物を用いた、ポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターンの形成方法であって、
基材上に前記感光性ポリオルガノシロキサン組成物を塗布して塗布膜を形成する工程、
パターニングマスクを介して前記塗布膜に活性光線を照射し露光部を光硬化させる工程、
現像液を用いて前記塗布膜の前記露光部以外の部分を除去する工程、
少なくとも前記塗布膜を加熱して前記塗布膜を加熱硬化させる工程
を含む、方法。
A method for forming a polyorganosiloxane cured relief pattern using the photosensitive polyorganosiloxane composition according to any one of claims 1 to 3,
Applying the photosensitive polyorganosiloxane composition on a substrate to form a coating film;
Irradiating the coating film with an actinic ray through a patterning mask and photocuring the exposed portion;
Removing a portion other than the exposed portion of the coating film using a developer;
A method comprising heating at least the coating film and heat-curing the coating film;
請求項4に記載の方法によって得られる、ポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターン。   A polyorganosiloxane cured relief pattern obtained by the method of claim 4. 請求項5に記載のポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターンを含む、半導体装置。   A semiconductor device comprising the polyorganosiloxane cured relief pattern according to claim 5. 集積回路が形成された結晶基板と、前記結晶基板上に形成されたミクロ構造体と、該ミクロ構造体を被覆するためのパッケージ材と、該パッケージ材を該ミクロ構造体上に支持するためのスペーサー材とを有し、
前記ポリオルガノシロキサン硬化レリーフパターンが前記スペーサー材として形成されてなる、請求項5に記載の半導体装置。
A crystal substrate on which an integrated circuit is formed, a microstructure formed on the crystal substrate, a package material for covering the microstructure, and a support for supporting the package material on the microstructure A spacer material,
The semiconductor device according to claim 5, wherein the polyorganosiloxane cured relief pattern is formed as the spacer material.
前記集積回路がフォトダイオードを含む、請求項7に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 7, wherein the integrated circuit includes a photodiode. 前記ミクロ構造体がマイクロレンズである、請求項7に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 7, wherein the microstructure is a microlens. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の感光性ポリオルガノシロキサン組成物を用いた、半導体装置の製造方法であって、
集積回路が形成された結晶基板上に形成されたミクロ構造体上に直接又は薄膜層を介して前記感光性ポリオルガノシロキサン組成物を塗布して塗布膜を形成する工程、
パターニングマスクを介して前記塗布膜に活性光線を照射し露光部を光硬化させる工程、
現像液を用いて前記塗布膜の前記露光部以外の部分を除去する工程、
少なくとも前記塗布膜を加熱して前記塗布膜を加熱硬化させる工程
を含む、方法。
A method for manufacturing a semiconductor device using the photosensitive polyorganosiloxane composition according to claim 1,
A step of coating the photosensitive polyorganosiloxane composition directly or via a thin film layer on a microstructure formed on a crystal substrate on which an integrated circuit is formed, to form a coating film;
Irradiating the coating film with an actinic ray through a patterning mask and photocuring the exposed portion;
Removing a portion other than the exposed portion of the coating film using a developer;
A method comprising heating at least the coating film and heat-curing the coating film;
JP2008169038A 2008-06-27 2008-06-27 Photosensitive polyorganosiloxane composition, polyorganosiloxane cured relief pattern and method for forming the same, and semiconductor device and method for manufacturing the same Expired - Fee Related JP5179972B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008169038A JP5179972B2 (en) 2008-06-27 2008-06-27 Photosensitive polyorganosiloxane composition, polyorganosiloxane cured relief pattern and method for forming the same, and semiconductor device and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008169038A JP5179972B2 (en) 2008-06-27 2008-06-27 Photosensitive polyorganosiloxane composition, polyorganosiloxane cured relief pattern and method for forming the same, and semiconductor device and method for manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010006982A true JP2010006982A (en) 2010-01-14
JP5179972B2 JP5179972B2 (en) 2013-04-10

Family

ID=41587827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008169038A Expired - Fee Related JP5179972B2 (en) 2008-06-27 2008-06-27 Photosensitive polyorganosiloxane composition, polyorganosiloxane cured relief pattern and method for forming the same, and semiconductor device and method for manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5179972B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010163601A (en) * 2009-01-13 2010-07-29 Korea Advanced Inst Of Science & Technol Transparent composite composition
JP2013117681A (en) * 2011-12-05 2013-06-13 Jsr Corp Liquid crystal aligning agent
US8871426B2 (en) 2011-09-08 2014-10-28 Samsung Display Co., Ltd. Photoresist composition for color filter and method for forming color filter
WO2014192671A1 (en) * 2013-05-30 2014-12-04 三洋化成工業株式会社 Photosensitive resin composition, photospacer, protective film for color filters, and protective film or insulating film of touch panel
JP2015152726A (en) * 2014-02-13 2015-08-24 三洋化成工業株式会社 photosensitive resin composition

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60114858A (en) * 1983-11-25 1985-06-21 Hitachi Chem Co Ltd Preparation of pattern
JP2005120355A (en) * 2003-09-25 2005-05-12 Jsr Corp Composition for forming film, method for forming film, and silica-based film
JP2006018249A (en) * 2004-06-02 2006-01-19 Toray Ind Inc Photosensitive resin composition
JP2006508216A (en) * 2002-12-02 2006-03-09 アールピーオー・ピーティワイ・リミテッド Process for producing polysiloxane and use thereof
WO2007066597A1 (en) * 2005-12-06 2007-06-14 Nissan Chemical Industries, Ltd. Silicon-containing resist underlying layer film forming composition for formation of photocrosslinking cured resist underlying layer film
JP2007231205A (en) * 2006-03-02 2007-09-13 Sekisui Chem Co Ltd Curable resin composition for column spacer, column spacer and liquid crystal-displaying element
JP2008020898A (en) * 2006-06-12 2008-01-31 Toray Ind Inc Photosensitive siloxane composition, cured film formed from the same and element having cured film
WO2008041630A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-10 Asahi Kasei Emd Corporation Polyorganosiloxane composition
JP2008191636A (en) * 2007-02-02 2008-08-21 Samsung Electronics Co Ltd Photosensitive organic material, method for applying the same, method for forming organic film pattern using this and display device with this organic film

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60114858A (en) * 1983-11-25 1985-06-21 Hitachi Chem Co Ltd Preparation of pattern
JP2006508216A (en) * 2002-12-02 2006-03-09 アールピーオー・ピーティワイ・リミテッド Process for producing polysiloxane and use thereof
JP2005120355A (en) * 2003-09-25 2005-05-12 Jsr Corp Composition for forming film, method for forming film, and silica-based film
JP2006018249A (en) * 2004-06-02 2006-01-19 Toray Ind Inc Photosensitive resin composition
WO2007066597A1 (en) * 2005-12-06 2007-06-14 Nissan Chemical Industries, Ltd. Silicon-containing resist underlying layer film forming composition for formation of photocrosslinking cured resist underlying layer film
JP2007231205A (en) * 2006-03-02 2007-09-13 Sekisui Chem Co Ltd Curable resin composition for column spacer, column spacer and liquid crystal-displaying element
JP2008020898A (en) * 2006-06-12 2008-01-31 Toray Ind Inc Photosensitive siloxane composition, cured film formed from the same and element having cured film
WO2008041630A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-10 Asahi Kasei Emd Corporation Polyorganosiloxane composition
JP2008191636A (en) * 2007-02-02 2008-08-21 Samsung Electronics Co Ltd Photosensitive organic material, method for applying the same, method for forming organic film pattern using this and display device with this organic film

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010163601A (en) * 2009-01-13 2010-07-29 Korea Advanced Inst Of Science & Technol Transparent composite composition
US8871426B2 (en) 2011-09-08 2014-10-28 Samsung Display Co., Ltd. Photoresist composition for color filter and method for forming color filter
JP2013117681A (en) * 2011-12-05 2013-06-13 Jsr Corp Liquid crystal aligning agent
WO2014192671A1 (en) * 2013-05-30 2014-12-04 三洋化成工業株式会社 Photosensitive resin composition, photospacer, protective film for color filters, and protective film or insulating film of touch panel
CN105190440A (en) * 2013-05-30 2015-12-23 三洋化成工业株式会社 Photosensitive resin composition, photospacer, protective film for color filters, and protective film or insulating film of touch panel
JP2015152726A (en) * 2014-02-13 2015-08-24 三洋化成工業株式会社 photosensitive resin composition

Also Published As

Publication number Publication date
JP5179972B2 (en) 2013-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5388331B2 (en) Polyorganosiloxane composition
JP5589387B2 (en) Siloxane resin composition and protective film for touch panel using the same
JP5199336B2 (en) Photosensitive polyorganosiloxane composition
JP4932527B2 (en) Polyorganosiloxane composition
WO2013031985A1 (en) Photosensitive alkali-soluble silicone resin composition
JP5886420B2 (en) Polysiloxane composition having radically crosslinkable groups
EP2133744B1 (en) Photosensitive resin composition
JP5327345B2 (en) Negative photosensitive resin composition, cured film, and touch panel member.
JP7247736B2 (en) Radiation-sensitive composition, insulating film for display device, display device, method for forming insulating film for display device, and silsesquioxane
JP5078475B2 (en) Polyorganosiloxane
JP5179972B2 (en) Photosensitive polyorganosiloxane composition, polyorganosiloxane cured relief pattern and method for forming the same, and semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2023038276A (en) Negative type photosensitive composition comprising black colorant
JP2011202127A (en) Light sensitive resin composition and cured product
JP4932528B2 (en) Method for producing substrate with cured relief pattern
JP2008203613A (en) Polyorganosiloxane composition
JP6022870B2 (en) Photosensitive resin composition
JP5411919B2 (en) Polyorganosiloxane composition
JP5142622B2 (en) Polyorganosiloxane composition
JP2008141137A (en) Insulating film for semiconductor devices
JP2015068930A (en) Photosensitive resin composition

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110413

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120912

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120918

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121115

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130110

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5179972

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees